EP0662197B1

EP0662197B1 - Lagerung

Info

Publication number: EP0662197B1
Application number: EP93919317A
Authority: EP
Inventors: Jörg Urban
Original assignee: KSB AG
Current assignee: KSB AG
Priority date: 1992-09-14
Filing date: 1993-09-10
Publication date: 1996-05-01
Anticipated expiration: 2013-09-10
Also published as: DE4327425A1; US5547289A; JPH07507123A; WO1994007034A1; DE59302466D1; EP0662197A1; JP2829546B2

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Lagerung auf dem Saugmund eines Kreiselpumpenlaufrades, wobei eine im Gehäuse (4) angeordnete Lagerschale (5) von der Aussenseite der Pumpe her montierbar ist. Die Lagerschale (5) ist durch ein Halteelement (7) sowie den Flansch (10) einer anzuschliessenden Rohrleitung positioniert.

Description

Die Erfindung betrifft eine Lagerung für Kreiselpumpen, bestehend aus einer im Pumpengehäuse angeordneten Lagerschale und einem innerhalb der Lagerschale mit der Saugöffnung gelagerten Kreiselpumpenlaufrad.
Eine gattungsgemäße Konstruktion ist aus der GB-PS 805 825 bekannt. In das Pumpengehäuse ist eine Lagerschale eines hydrostatischen Lagers eingepreßt, in die ein Laufrad mit einem verlängerten Saugmund lagernd eintaucht. Diese Bauart ist sehr aufwendig, da hier eine sehr genaue Bearbeitung des Gehäuseinnern notwendig ist, um Fluchtungsfehler bei der späteren Montage zu verhindern. Etwas ähnliches zeigt die Konstruktion der DE-OS 30 11 380, bei der ein doppelflutiges Laufrad mit seinen beiden Eintrittsöffnungen in entsprechenden Lagerschalen direkt gelagert ist.
Daß die Saugöffnung eines Laufrades gleichzeitig auch als Rotor eines Elektromotors ausgebildet sein kann, ist durch die Konstruktion gemäß der GB-PS 909 550 bekannt.
Die FR-A 752 783 zeigt eine der GB-PS 805 825 entsprechende Befestigung einer Lagerschale. In der DE-A- 34 19 038 ist ein fettgeschmiertes Wellenlager einer Schraubenpumpe gezeigt, mit dem eine Kippbeweglichkeit einer Lagerung erreicht werden soll. Und die US-A 3 659 910 zeigt die Anordnung einer kippbeweglichen Aufnahme für eine Wellenlagerung.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, für gattungsgemäß ausgerüstete Kreiselpumpen eine einfach zu montierende und mit sehr geringem Aufwand zu kontrollierende Lagerung zu entwickeln. Die Lösung dieses Problems ist im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruches wiedergegeben. Damit ist es möglich, die Bearbeitung der Aufnahmeflächen für die Lagerschale sowie die Montage der Lagerschale selbst von der Außenseite des Pumpengehäuses vornehmen zu lassen. Dies bedeutet neben der besseren Zugänglichkeit eine erhebliche Verminderung im Bearbeitungsaufwand. Des weiteren kann durch bloßes Entfernen einer angeschlossenen Rohrleitung, z.B. der Saugleitung, das Lager auf seinen Zustand überprüft werden. Die bisher dazu notwendige Demontage der Pumpen entfällt damit völlig.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben. So kann die Abdichtung des Halteelementes gegenüber dem Flansch und dem Gehäuse mittels bewährter Dichtelemente, wie O-Rinqen, Flachdichtungen oder dgl. erfolgen. Die Dichtelemente sind entsprechend den Einsatzbedingungen der Pumpe ausgewählt. Verdrehsicherungselemente unterbinden eine eventuelle Rotation der Lagerschale. Zum Ausgleich von Fertigungstoleranzen, Wellendurchbiegung oder zur Schwingungsdämpfung des rotierenden Teiles ist die Lagerschale kippbeweglich angeordnet. Dies kann z.B. mittels eines nach außen weisenden schmalen Randes oder Bundes erfolgen, mit dem die Lagerschale im Gehäuse zentrisch geführt ist. An der Lagerschale oder dem Bund sind zwei Vorsprünge anbringbar, die eine kippbewegliche Abstützung der Lagerschale am Halteelement gewährleisten. Diese Ausgestaltung ist sinnvoll bei Pumpen mit hohen Innendrücken. Denn diese können Größenordnungen annehmen, die ein die Kippbeweglichkeit gewährleistendes elastisches Element überfordern würden.
Diese Gestaltung der Lagerung erlaubt bei einem eventuellen Verschleiß der Lagerschale einen bequemen Austausch. Die kürzeste Baulänge einer Pumpe ergibt sich, wenn der Flansch einer an die Pumpe anzuschließenden Rohrleitung direkt auf ein Halteelement einwirkt. Somit fixieren die Flanschschrauben unter Zwischenschaltung des Halteelementes in einfachster Weise das Pumpenlager innerhalb des Gehäuses. Diese Lösung ist sowohl für einstufige als auch für mehrstufige Kreiselpumpen verwendbar. Bei Verwendung dieser Lagerbauart läßt sich die gesamte Pumpenbaulänge reduzieren und die Steifigkeit des rotierenden Teiles erheblich verbessern.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Dabei zeigen die

Fig. 1: einen Schnitt durch das erste Laufrad einer Pumpe, die
Fig. 2: einen Schnitt durch die Horizontalebene einer pumpe mit höherem Druckniveau, die
Fig. 3: eine Vergrößerung einer Einzelheit von Fig. 2 und die
Fig. 4 und 5: in vergrößerter Darstellung eine Seitenansicht und Draufsicht von einem Vorsprung.

In der Fig. 1 ist ein Laufrad 1 einer einstufigen oder das erste Laufrad einer mehrstufigen Kreiselpumpe gezeigt, welches mit einer Schraube 2 an einer Welle 3 befestigt ist. In das Gehäuse 4 ist von der Außenseite her eine Lagerschale 5 eingeschoben, die unter Zwischenschaltung von elastischen Dichtungsringen 6 mit einem schmalen Bund 15 kippbeweglich gelagert ist. Ein ebenfalls von der Außenseite her montierbares Halteelement 7 hält die Lagerschale 5 in ihrer Position. Von der Funktionsweise her, ist hier das Halteelement 7 als Druckring ausgebildet. Das Halteelement 7 ist durch einen Dichtring 8 gegenüber dem Gehäuse 4 und durch einen Dichtring 9 gegenüber einem Flansch 10 einer das Fördermedium an die Pumpe heranführenden Leitung abgedichtet. Der Flansch 10 wird durch übliche Befestigungsmittel, hier Schrauben 11, gegen das Gehäuse 4 gezogen und preßt dabei das Halteelement 7 sowie die daran anliegende Lagerschale 5 in das Gehäuse 4. Eine Verdrehsicherung 12 verhindert eine Rotation der Lagerschale 5. Das Laufrad ist am Saugmund 13 mit einem Laufring 14 ausgestattet, welcher innerhalb der Lagerschale 5 gleitend gelagert ist.
Die Fig. 2 zeigt für diejenigen Anwendungsfälle, bei denen im Radseitenraum des Laufrades 1 ein sehr hoher Druck vorherrscht, eine Lösung, bei der am Bund 15 zwei in axialer Richtung vorstehende, in der horizontalen Ringebene angeordnete Vorsprünge 16 angebracht sind. Der hier gezeigte Schnitt entspricht einem horizontalen Schnitt durch die Saugseite einer Pumpe. Aufgrund der Druckkräfte im saugseitigen Radseitenraum wird die Lagerschale 5 nach vorn, d. h. gegen die Zuströmrichtung gepreßt und stützt sich am Halteelement 7 ab. Infolge der zwei in horizontaler Ebene angebrachten Vorsprüngen 16 ist eine Kippbeweglichkeit bei eventuellen Wellendurchbiegungen gewährleistet. Anstelle der in Fig. 1 gezeigten zwei elastischen Dichtungsrippen 6 findet hier nur noch ein einzelner Dichtungsring 6 Verwendung.
Die Fig. 3 ist eine vergrößerte Darstellung aus dem Kreis von Fig. 2. Bei dem hier gezeigten Beispiel ist der Bund 16 an zwei in horizontaler Ebene befindlichen, in bezug auf den Durchmesser einander gegenüberliegenden Stellen mit zwei Vorsprüngen 16 versehen. Diese liegen direkt am Halteelement 7 an und übertragen diejenigen axialen Druckkräfte, die aufgrund des Druckes im saugseitigen Radseitenraum auf die darin befindliche Stirnseite der Lagerschale 5 wirken. Die anliegende Fläche der Vorsprünge 16 ist so bemessen und gestaltet, daß die zulässige Flächenpressung nicht überschritten und zum anderen die Kippbeweglichkeit um die beiden Vorsprünge 16 gewährleistet ist.
In der Fig. 4 ist als Vergrößerung eine seitliche Ansicht auf einen Vorsprung 16 am Bund 15 gezeigt und die Fig. 5 zeigt eine stirnseitige Draufsicht auf eine Lagerschale 5 mit angeformten Vorsprüngen 16. Diese Vorsprünge können beispielsweise angeformt, angepreßt, angegossen und mittels anderer bekannter mechanischer Bearbeitungsmethoden erstellt werden.
Diese Art der Laufrad- bzw. Wellenlagerung ermöglicht den Zugang zum Lager für Revisions- bzw. Kontrollzwecke in einfachster Weise. Durch bloßes Entfernen der hier als Saugleitung ausgebildeten Rohrleitung kann das Lager sofort inspiziert werden und bei einem eventuellen Schadensfall in kürzester Zeit gewechselt werden. Die bisher übliche vollständige Demontage der Pumpe entfällt damit. Ein Betreiber einer erfindungsgemäß gestalteten Kreiselpumpe kann somit problemlos eine Inspektion bzw. Reparatur vornehmen und hat dabei den zusätzlichen Vorteil eines äußerst geringen Produktionsausfalles. Überdies kann durch diese Bauart die Baulänge der Pumpe erheblich verkürzt werden. Denn die häufig benutzte Wellenlagerung in einem innerhalb des Eintrittsquerschnittes angeordneten Lagerstern kann das Schwingungsverhalten und die Baulänge sehr nachteilig beeinflussen.

Claims

Lagerung für Kreiselpumpen, bestehend aus einer im Pumpengehäuse angeordneten Lagerschale (5) und einem innerhalb der Lagerschale (5) mit dessen Saugöffnung gelagerten Kreiselpumpenlaufrad (1) , dadurch gekennzeichnet, daß ein von der Außenseite der Kreiselpumpe her beeinflußbares Halteelement (7) die Lagerschale (5) innerhalb des Gehäuses (4) positioniert.
Lagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteelement (7) gegenüber dem Gehäuse (4) und einem Flansch (10) abgedichtet ist.
Lagerung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß am Gehäuse (4) und/oder am Halteelement (7) ein oder mehrere Verdrehsicherungselemente (12) für die Lagerschale (5) angeordnet sind.
Lagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerschale (5) kippbeweglich und/oder auswechselbar befestigt ist.
Lagerung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerschale (5) mit einem radial vorstehenden Bund (15) zwischen elastischen Ringen (6) kippbeweglich gelagert ist.
Lagerung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerschale (5) durch zwei in axialer Richtung vorstehende Vorsprünge (16) kippbeweglich gelagert ist.
Lagerung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (16) am Halteelement (7) anliegen.
Lagerung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Flansch (10) einer mit der Pumpe verbindbaren Förderleitung das Halteelement (7) gegen die Lagerschale (5) preßt.