EP2242928B1 - Befestigung des laufrades einer kreiselpumpe - Google Patents

Befestigung des laufrades einer kreiselpumpe Download PDF

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EP2242928B1
EP2242928B1 EP09701807.1A EP09701807A EP2242928B1 EP 2242928 B1 EP2242928 B1 EP 2242928B1 EP 09701807 A EP09701807 A EP 09701807A EP 2242928 B1 EP2242928 B1 EP 2242928B1
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bush
beads
wall
fastening
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Laurent Costaouec
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Wilo SE
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Wilo SE
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    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/18—Rotors
    • F04D29/22—Rotors specially for centrifugal pumps
    • F04D29/2205—Conventional flow pattern
    • F04D29/2222—Construction and assembly
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D1/00—Radial-flow pumps, e.g. centrifugal pumps; Helico-centrifugal pumps
    • F04D1/06—Multi-stage pumps
    • F04D1/063—Multi-stage pumps of the vertically split casing type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/18—Rotors
    • F04D29/20—Mounting rotors on shafts
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    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
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    • F04D29/22—Rotors specially for centrifugal pumps
    • F04D29/2205—Conventional flow pattern
    • F04D29/2222—Construction and assembly
    • F04D29/2227—Construction and assembly for special materials
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2230/00—Manufacture
    • F05D2230/20—Manufacture essentially without removing material
    • F05D2230/23—Manufacture essentially without removing material by permanently joining parts together
    • F05D2230/232—Manufacture essentially without removing material by permanently joining parts together by welding

Definitions

  • An impeller made of sheet metal of a centrifugal pump has a central coaxial opening, with which the impeller is mounted on the shaft 1 of an electric motor, not shown.
  • a socket 2 is provided, which is formed by a pipe section and which rests in the opening 3 of the impeller 4.
  • the sleeve 2 is in this case inserted so far into the impeller opening 3 until a protruding from the socket 2 outside coaxial annular bead 5 rests on the edge of the opening 3.
  • the sleeve 2 is attached to the impeller opening edge by laser welding.
  • the annular bead 5 is produced by upsetting the bushing wall 2.
  • axially parallel notches 6 are pressed from the outside into the bushing wall, are formed by the axially parallel protruding beads 7 in the inner wall of the socket 2.
  • four axially parallel beads 7 protrude at the inner side of the sleeve 2 at the same distance of 90 degrees, wherein the shaft 1 at the same four places each have a notch or groove 8, in which the beads 7 protrude positively , So that a secure fit between shaft 1 and socket 2 is formed with the impeller 4.
  • Sockets 2 are abutting each other end-mounted on the shaft, so that the length L of the bushings in particular the length of the region 2a, which protrudes at least in part from the impeller determines the exact position of the wheels on the shaft and each other.
  • the sockets 2 are made different lengths, like this Fig. 4 shows.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft ein aus Blech gefertigtes Laufrad einer insbesondere mehrstufigen Kreiselpumpe mit Mitteln zum Befestigen an der Antriebswelle eines Elektromotors. Die DE 39 39 156 A1 zeigt ein solches Laufrad. Es sind die unterschiedlichsten Befestigungsarten für Laufräder von Pumpen bekannt. Sie erfordern in der Regel mehrere Teile, eine aufwendige Montage und einen erheblichen Materialverbrauch.
    Aufgabe der Erfindung ist es, ein Laufrad der eingangs genannten Art mit einer Befestigung für die Elektromotorenwelle zu schaffen, das bei einfacher Konstruktion und Montage eine optimale Kräfteübertragung und eine genaue Position des Laufrades erreicht.
    Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Laufrad eine mittige koaxiale Öffnung aufweist, in der eine Buchse koaxial befestigt ist, dass die Buchse zumindest auf einer Laufradseite aus dem Laufrad vorsteht, und dass die Buchse in ihrer Innenwand achsparallele Wülste zur Befestigung in achsparallelen Kerben oder Nuten der Motorenantriebswelle aufweist.
    Bei einer solchen Konstruktion übernimmt die Buchse sowohl die Aufgabe der Kräfteübertragung als auch die Bestimmung der exakten Lage des Laufrades bzw. die Abstände der Laufräder zueinander. Hierbei sind hohe Momente auf das Laufrad übertragbar und es wird ein geringer Materialverbrauch erreicht. Diese Konstruktion ist bei Laufrädern aus Blech einsetzbar, wobei ein geringes Gewicht erreicht wird.
    Ferner wird ein optimales Schwingungsverhalten erzielt bei einem hohen Ausgleich von Toleranzen. Es besteht eine konstruktiv einfache und sichere Befestigung bei wenigen Teilen und es wird eine einfache Montage bei zwei oder mehr Laufrädern in einer Mehrstufenpumpe erreicht.
    Eine besonders einfache Konstruktion bei hoher Momentenübertragung wird dann erreicht, wenn die Wülste durch außen in die Buchsenwand eingebrachte Kerben gebildet sind. Ferner ist von Vorteil, wenn die achsparallelen Wülste vor einem aus dem Laufrad hervorragenden Bereich der Buchse gebildet sind. Auch wird vorgeschlagen, dass die Länge der Wülste 10 bis 60 % der Länge der Buchse beträgt.
    Um eine einfache und sichere Befestigung der Buchse in der Laufradöffnung zu erreichen, wird vorgeschlagen, dass an der Buchsenaußenwand ein koaxialer Ringwulst vorsteht. Hierbei kann der Ringwulst in einem mittleren Bereich der Buchse angeordnet sein. Vorzugsweise wird hierbei vorgeschlagen, dass die Buchse in der mittigen Laufradöffnung insbesondere durch Laserschweißen eingeschweißt ist.
    Besonders vorteilhaft ist die Verwendung eines Laufrades mit einer solchen Buchse in einer mehrstufigen Pumpe mit mehreren Laufrädern, wobei die Buchsen der Laufräder stirnseitig aneinander liegen und die Buchsenlänge den Abstand der Laufräder voneinander bestimmt.
    Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen
    • Fig. 1
    eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform der Buchse,
    Fig. 2
    die Buchse nach Fig. 1 auf den Kopf gestellt,
    Fig. 3
    einen Querschnitt durch die Buchse mit einliegender Welle,
    Fig. 4
    vier unterschiedliche Ausführungsformen der Buchse in verschiedenen Längen,
    Fig. 5
    eine Ansicht der Vorderseite des Laufrades mit in die Laufradsaugöffnung hineinreichenden und darüber hinaus vorstehender Buchse mit nach innen ragenden Wülsten,
    Fig. 6
    eine Ansicht der Rückseite des Laufrades.
  • Ein aus Blech gefertigtes Laufrad einer Kreiselpumpe weist eine mittige koaxiale Öffnung auf, mit der das Laufrad auf der Welle 1 eines nicht dargestellten Elektromotors befestigt wird. Für diese Befestigung ist eine Buchse 2 vorgesehen, die von einem Rohrabschnitt gebildet ist und die in der Öffnung 3 des Laufrades 4 einliegt. Die Buchse 2 wird hierbei so weit in die Laufradöffnung 3 eingeschoben, bis ein von der Buchse 2 außen vorstehender koaxialer Ringwulst 5 am Rand der Öffnung 3 anliegt. Hierdurch ist eine exakte Positionierung der Buchse 2 gegenüber dem Laufrad 4 sichergestellt. Nach Erreichen dieser sicheren Lage wird die Buchse 2 am Laufradöffnungsrand durch Laserschweißen befestigt. Der Ringwulst 5 wird durch Stauchen der Buchsenwand 2 erzeugt.
  • In einem von einem Ende der Buchse 2 ausgehenden, vor dem Ringwulst 5 endenden Bereich 2a sind von außen in die Buchsenwand 2 achsparallele Kerben 6 eingedrückt, durch die achsparallele vorstehende Wülste 7 in der Innenwand der Buchse 2 gebildet sind. In dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel ragen vier achsparallele Wülste 7 an der Innenseite der Buchse 2 im jeweils gleichen Abstand von 90 Grad vor, wobei die Welle 1 an denselben vier Stellen jeweils eine Kerbe oder Nut 8 besitzt, in denen die Wülste 7 formschlüssig hineinragen, so dass ein sicherer Formschluss zwischen Welle 1 und Buchse 2 mit dem Laufrad 4 gebildet ist.
  • Bei Verwendung dieser Befestigungsweise bei einer zwei- oder mehrstufigen Pumpe liegen zwei oder mehr Buchsen 2 auf der Antriebswelle 1, wobei die
  • Buchsen 2 stirnseitig aneinander stoßend auf der Welle gelagert sind, so dass die Länge L der Buchsen insbesondere die Länge des Bereichs 2a, der zumindest zum Teil aus dem Laufrad hinausragt, die exakte Lage der Laufräder auf der Welle und zueinander bestimmt.
  • Je nach Bauweise und Funktion der Pumpe und der Laufräder sind die Buchsen 2 unterschiedlich lang ausgeführt, wie dies Fig. 4 zeigt.

Claims (8)

  1. Aus Blech gefertigtes Laufrad (4) einer insbesondere mehrstufigen Kreiselpumpe mit Mitteln zum Befestigen an der Antriebswelle (1) eines Elektromotors, wobei das Laufrad (4) eine mittige koaxiale Öffnung (3) aufweist, in der eine Buchse (2) koaxial befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass
    • dass die Buchse (2) zumindest auf einer Laufradseite aus dem Laufrad (4) vorsteht, und
    • dass die Buchse (2) in ihrer Innenwand vorstehende achsparallele Wülste (7) zur Befestigung in achsparallelen Kerben oder Nuten (8) der Motorenantriebswelle (1) aufweist.
  2. Laufrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wülste (7) durch außen in der Buchsenwand eingebrachte Kerben (6) gebildet sind.
  3. Laufrad nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die achsparallelen Wülste (7) von einem aus dem Laufrad hervorragenden Bereich (2a) der Buchse gebildet sind.
  4. Laufrad nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge der Wülste (7) 10 bis 60 % der Länge der Buchse (2) beträgt.
  5. Laufrad nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Buchsenaußenwand ein koaxialer Ringwulst (5) vorsteht.
  6. Laufrad nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringwulst (5) in einem mittleren Bereich der Buchse (2) angeordnet ist.
  7. Laufrad nach einem der vorherigen Ansprüche, dardurch gekennzeichnet, dass die Buchse (2) in der mittigen Laufradöffnung (3) insbesondere durch Laserschweißen eingeschweißt ist.
  8. Verwendung eines Laufrades (4) nach einem der vorherigen Ansprüche in einer mehrstufigen Pumpe mit mehreren Laufrädern, wobei die Buchsen (2) der Laufräder (4) stirnseitig aneinander liegen und die Buchsenlänge den Abstand der Laufräder voneinander bestimmt.
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