DE2505919A1

DE2505919A1 - Pumpe, insbesondere fasspumpe

Info

Publication number: DE2505919A1
Application number: DE19752505919
Authority: DE
Inventors: Gerhard Lutz
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1975-02-13
Filing date: 1975-02-13
Publication date: 1976-09-02
Also published as: DE2505919C2

Description

PATENTANWALT ]

Dipl.-Ing., Dipl.-Wirtsdi.-Ing.

8000 München 90 Grünwalder Straße 175 a Telefon 64 68 46

Gerhard Lutz 2505919

6980 Wertheim, Gustav-Freytag-Straße 5

Pumpe, insbesondere Faßpumpe

Die Erfindung bezieht sich auf eine Pumpe, insbesondere Faßpumpe, mit einem über eine Antriebswelle durch einen Elektromotor angetriebenen Pumprotor, mit dem die Flüssigkeit in einem zwischen einem Stützrohr für die Rotorwelle und einem rohrförmigen, mit einer Überwurfmutter an einem Flansch des Motorgehäuses befestigten Gehäusemantel liegenden Ringkanal zu einem mit diesem verbundenen Auslauf hochgepumpt wird, und bei der die Rotorwelle mit der Motorwelle über eine Kupplung verbunden ist, die ein elektrisches Isolierstück aufweist, welches im zusammengebauten Zustand der Wellen diese mechanisch verbindet, elektrisch dagegen isoliert, wobei die Motorwelle in einer isolierenden Halterung des Motorgehäuses mittels eines Lagers abgestützt ist.

Bei einer bekannten Pumpe dieser Art (DT-PS 1 528 697) ist das Isolierstück als ein topfförmiger Einsatz ausgebildet, der mit demjenigen Kupplungsteil verbunden ist, der an der Rotorwelle sitzt. In diesen Einsatz, der mit Mitnehmern versehen ist, greift das Ende der Motorwelle ein, die einen Querstift aufweist, welcher mit den Mitnehmern des isolierenden Einsatzes zusammenwirkt. Im zusammengebauten Zustand ist somit die Motorwelle von der Rotorwelle getrennt, so daß auch bei einem Kurzschluß

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keine elektrische Verbindung zwischen der Motorwelle und der Rotorwelle besteht. Wird dagegen die tj be rwu rf mutter, die durch eine einfache Madenschraube gesichert ist, abgeschraubt und damit der Gehäuse mantel von dem Motorgehäuse getrennt, was beispielsweise zum Zwecke der Reinigung notwendig sein kann, so ist die metallische Motorwelle frei zugänglich, was eine erhöhte Gefahr darstellt, wenn durch einen Kurzschluß diese Motorwelle unter Spannung steht. Das Isolierstück löst sich nämlich beim Trennen der beiden Pumpenteile von der Motor welle selbsttätig und verbleibt an dem Kupplungsteil, der der Rotorwelle zugeordnet ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Pumpe der eingangs beschriebenen Art so auszubilden, daß nicht nur die Antriebseinheit von dem in die zu fördernde Flüssigkeit eintauchenden Teil der Pumpe im zusammengebauten Zustand isoliert ist, sondern daß auch beim Trennen der Antriebseinheit von dem Förderteil die Motorwelle auch bei einem Kurzschluß keine Gefahrenquelle darstellt.

Diese Aufgabe wird nach der vorliegenden Erfindung dadurch gelöst, daß das Isolierstück als eine fest mit der Motorwelle verbindbare geschlossene Kappe ausgebildet ist, die das hervorstehende und frei zugängliche Motorwellenende aufnimmt und an ihrer der Motorwelle abgewandten Seite mit zumindest einem Mitnehmer für das der Rotorwelle zugeordnete Kupplungsteil versehen ist. Da das vorstehende Motorwellenende in einer Kappe aufgenommen ist, besteht auch dann keine Gefahr, daß durch einen Kurzschluß ein Schaden entstehen könnte, wenn die Antriebseinheit von der Fördereinheit getrennt ist. Das Motorwellenende ist somit durch ein isolierendes Teil abgekapselt. Bei dieser erfindungsgemäße η Ausgestaltung ist es dann nicht mehr notwendig, die Überwurfmutter zu sichern, wie dies bei der bekannten Ausführungsform der Fall ist, bei der nur im zusammengebauten Zustand der Antriebsund der Fördereinheit ein ausreichender Schutz gewährleistet ist.

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Damit die isolierende Kappe nicht beim Trennen der Antriebseinheit von der Fördereinheit von der Motorwelle abgezogen werden kann, ist die Kappe auf das Motorwellenende aufgeschraubt oder aufgepreßt.

Bei verschiedenen Aus führungs formen der Antriebseinheit ist es häufig möglich, daß das Wellenlager, welches mit dem Motorwellenende in leitender Verbindung steht, frei zugänglich und nicht in einem isolierenden Käfig aufgenommen ist. Für diesen Fall empfiehlt es sich, die Kappe im Durchmesser derart zu bemessen, daß der freie Zugang zu dem Motorwellenlager versperrt ist. Dabei kann die Kappe einen die Öffnung für das Motorwellenlager abdeckenden, abstehenden Bund aufweisen. Wird dieser Bund so ausgeführt, daß er nach außen scharfkantig zu einer Spritzkante ausläuft, so besteht die Möglichkeit, diejenige Flüssigkeit abzuschleudern, die entlang der Welle nach oben kriecht und bei schadhaften Dichtungen in den Motor gelangen könnte. Dieser Bund stellt somit eine zusätzliche Sicherung dar.

Eine zusätzliche Sicherung wird nach der Erfindung dadurch erzielt, daß das den Motor und das Motorwellenlager aufnehmende, aus Kunststoff bestehende Motorgehäuse einen sich nach unten verjüngenden halsartigen Ansatz aufweist, der an seinem freien Ende den Gewindeflansch für die Befestigung des Gehäusemantels der Pumpe trägt und die Motorwelle mit dem als Kappe ausgebildeten Isolierstück einschließlich des an der Rotorwelle sitzenden KupplungsStückes übergreift. Nach dieser Ausgestaltung reicht also das Motorgehäuse weit über das mit der isolierenden Kappe versehene Motorwellenende, so daß auch bei abgenommener Antriebseinheit keine Gefahr besteht, daß diese Kappe durch hartes Aufsetzen auf Betonboden oder andere Gegenstände beschädigt werden könnte und damit der Zugang zu der möglicherweise unter Spannung stehenden Motorwelle frei wäre.

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Die Sicherheit, die durch die vorliegende Erfindung erzielt -wird, bezieht sich in erster Linie darauf, daß eventuell unter Spannung stehende Teile, wie die Motorwelle oder das Motorlager, nicht berührt werden können. Hierzu genügt es, wenn diese Teile durch einen speziellen, gelenkig ausgebildeten Testfinger mit einem bestimmten Durchmesser nicht erreichbar sind. Durch diesen Schutz wird aber nicht sichergestellt, daß auch das Eindringen von Flüssigkeit vermieden wird, die eine leitende Brücke herstellen könnte. Das Vordringen von Flüssigkeit, die im Ringkanal zwischen einem Stützrohr für die Rotorwelle und dem Gehäusemantel zu einem Auslauf hochgepumpt wird, wird üblicherweise durch Dichtungen vermieden. Die Lebensdauer einer solchen Dichtung hängt jedoch von der Güte der Lagerung der jeweiligen Welle ab, so daß ab einer gewissen Betriebsdauer mit einem Emporsteigen der Flüssigkeit entlang der Rotorwelle gerechnet werden muß. Uno. die Sicherheit gegen ein Leckwerden der Dichtungen noch zu vergrößern, wird durch die vorliegende Erfindung, ausgehend von der Erkenntnis, daß mit Verbesserung der Lagerung die Wellenabdichtung verbessert ist, ein Hauptaugenmerk auf die Lagerung der Rotorwelle geworfen. Zur Lösung dieses Problems wird nach der Erfindung vorgeschlagen, daß die Stützlager für die Rotorwelle aus einer aus Sintermetall hergestellten Lagerschale und einem diese Lagerschale umgebenden und mit dieser vorzugsweise durch Vulkanisieren verbundenen gummielastischen Stützmantel bestehen. Durch die Verwendung eines gummielastischen Stützmantels können Toleranzen, die beim Ziehen der Stützrohre unvermeidbar sind, ausgeglichen werden, so daß keine unterschiedlichen Lagergrößen vorrätig gehalten werden müssen. Durch den gummielastischen Mantel wird auch die Gewähr dafür geschaffen, daß die Lagerschale auch bei vorhandenen Toleranzen des Stützrohres stets zentrisch gehalten ist, was am einfachsten dadurch erreicht werden kann, daß der Stützmantel einen etwas größeren Außendurchmesser aufweist als dies dem Innendurchmesser des Stützrohres entspricht. Dies ist

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insofern möglich, als der Stützmantel beim Einbau zusammengepreßt werden kann. Ein Ausschlagen ist wegen der hierbei eintretenden Vorspannung nicht möglich, so daß die Lagerschale stets exakt gehalten ist. Dies ist eine wesentliche Voraussetzung dafür, daß die Welle stets zentrisch und praktisch spielfrei gehalten wird, was sich wiederum auf die Lebensdauer der Wellendichtungen positiv auswirkt.

Eine Erleichterung des Einbaues trotz der Übergröße des Stützmantels ergibt sich dadurch, daß der gummielastische Stützmantel außen eine im wesentlichen ballige Form aufweist, durch die eine bessere Verteilung des volumenkonstanten gummielastisehen Materials beim Einpressen in das Stützrohr gegeben ist.

Die Verwendung einer aus Sintermetall hergestellten Lagerschale hat den grundsätzlichen Vorteil, daß dieses Sintermetall Poren enthält, die 1 5 bis 20 % des Volumens der Lagerschale betragen und die zur Erzeugung und Erhaltung des Schmierfilms erforderliche Ölmenge aufnehmen. Sobald die Welle anläuft, wird durch Sog und Temperaturerhöhung Öl aus den Poren der Lagerschale zwischen Welle und Lauffläche der Lagerschale gebracht. Beim Stillsetzen der Welle nehmen die Poren bei abnehmender Lagertemperatur das Öl durch Kapilarwirkung teilweise wieder auf, um es bei erneutem Anlaufen der Welle zur Schaffung des Ölfilms wieder ' abzugeben. Die ölgetränkten Sinterlager sind somit für lange Betriebszeiten wartungsfrei. Durch das teilweise Wiederaufnehmendes Öls in die Lagerschale ist die Gefahr, daß Schmiermittel in die zu pumpende Flüssigkeit gelangen kann, praktisch ausgeschlossen, was bei den üblichen, mit Fettvorräten versehenen Gleitlagern nicht der Fall war, bei denen bei entsprechend hohen Drehzahlen das Fett immer mehr aus dem Lager herausgedrückt wurde. Ein Eindringen von Schmierfett in die zu pumpende Flüssigkeit muß aber bei manchen Spezialprodukten unter allen Umständen vermieden werden. Da die Schmierung bei der aus Sintermetall bestehenden Lagerschale stets gewährleistet ist, ist der Verschleiß dieses Lagers

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gegenüber anderen bekannten Lagern, bei denen die Gefahr des Trockenlaufens beim Austritt des Schmiermittelvorrates bestehen kann, wesentlich reduziert, was eine spielfreie Lagerung der Rotorwelle über lange Zeit gewährleistet. Damit wird aber, wie bereits weiter oben erläutert, die Lebensdauer der Wellenabdichtung und damit die Sicherheit gegen ein Eindringen von Flüssigkeit in das Motorgehäuse wesentlich erhöht.

Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise dargestellt. In dieser zeigen:

Fig. 1 einen Vertikal schnitt durch eine Pumpe nach der Erfindung;

Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung des in Fig. 1 mit II gekennzeichneten Bereichs;

Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III-III in Fig. 2;

Fig. 4 eine der Fig. 2 entsprechende Aus Schnitts vergrößerung einer abgeänderten Ausführungsform nach der Erfindung;

Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie V-V in Fig. 4; Fig. 6 eine Seitenansicht eines in Fig. 4 dargestellten Kupplungsteiles; und

Fig. 7 eine Ausschnittsvergrößerung des in Fig. 1 mit VII bezeichneten Bereiches.

Entsprechend Fig. 1, die eine Gesamtansicht einer Faßpumpe zeigt, besteht diese Faßpumpe aus einem Antriebsmotor 1, der mit einer Motorwelle 2 eine Rotorwelle 3 antreibt, die an ihrem Ende einen Pumprotor trägt, der Flüssigkeit in einen Ringkanal 5 zwischen einem Stützrohr 6 für die Rotorwelle 3 und einem Gehäusemantel 7 zu einem am oberen Ende des Gehäusemantels 7 vorgesehenen Auslauf 8 fördert.

Die Motorwelle 2, die mittels eines Lagers 9 in dem Motorgehäuse 10 gelagert ist, ist mit der Rotorwelle 3 über eine Kupplung 11 verbunden. Diese Kupplung ist vorgesehen, um die Antriebseinheit von der Fördereinheit zu trennen, wofür der Gehäusemantel 7 mit einer Überwurfmutter 12 versehen ist, die an einem Gewinde flansch 13 festlegbar ist, der an einem konisch sich verjüngenden halsartigen Ansatz 14 des Motorgehäuses 10 vorgesehen ist. Der halsartige Ansatz 14 übergreift nicht nur die Kupplung 11, sondern auch ein Lagergehäuse 15, das fest mit dem Gehäusemantel 7 der Fördereinheit verbunden ist und ein

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Wälzlager 16 für die Rotorwelle aufnimmt. Unterhalb des Lagergehäuses ist eine Wellenabdichtung in Form einer Lippendichtung 17 und eines Filzr ringes 18 vorgesehen. Am unteren Ende der Rotorwelle 3 ist eine Gleitringdichtung 19 vorgesehen, die ein Eindringen von Flüssigkeit in das Stützrohr 6 verhindert. An die Gleitringdichtung 3 9 schließt sich ein Lager 20, eine weitere Dichtung 21 und ein zweites Lager 20 an. Die Rotorwelle 3 ist in dem Stützrohr bei 22 durch in Fig. 7 vergrößert dargegestellte Stützlager 22 abgestützt, um Schwingungen der Rotorwelle zu verhindern.

Die Kupplung 11 besteht bei der Ausführungsform nach den Fig. 1 bis 3 aus einer aus isolierendem Kunststoff hergestellten Kappe 23, die ein Innengewinde 24 aufweist, mit dem sie auf das mit Gewinde 25 versehene Ende der Motorwelle 2 aufschraubbar ist. An der der Motorwelle 2 gegenüber liegenden Seite ist die Kappe 23 topfförmig ausgebildet, wobei die Seitenwand 26 zinnenartige Ausnehmungen 27 aufweist, in die entsprechende Ansätze 28 eines durch einen Sprengring 29 gehaltenen Einsatzes eingreifen. Der Einsatz 30 weist nach innen ragende Mitnehmer rippen 31 auf, die zwischen sich entsprechende Ausnehmungen 32 begrenzen, in die ein am oberen Ende der Rotorwelle angebrachter Querstift eingreift, der als das der Rotorwelle zugeordnete Kupplungsteil dient. Damit beim Zusammenschrauben der Antriebseinheit und der Fördereinheit mittels der Überwurfmutter 12 der Querstift nicht an den Stirnenden der Mitnehmerrippen 31 anstoßen und das Zusammenfügen behindern kann, sind die Mitnehmerrippen 31 an ihren Enden abgeschrägt, so daß der Querstift 33 stets in die Ausnehmungen 32 einschiebbar ist.

Die isolierende Kappe 23 ist in Richtung auf das Lager 9 konisch verjüngt und weist an ihrem den Einsatz 30 tragenden Ende einen derart großen Durchmesser auf, daß sie nahe an die nach innen ragenden Rippen 34 des halsartigen Ansatzes 14 des Motorgehäuses 10 heranreicht und somit eine unbeabsichtigte Berührung des Lagers 9 verhindert, das im Falle

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eines Kurzschlusses des Motors 1 unter Spannung stehen könnte.

Bei der in den Fig. 4 bis 6 dargestellten Ausführungsform ist auf das mit Gewinde 25 versehene Ende der Motorwelle 2 eine Kappe 35 aufgeschraubt, die einen Bund 36 aufweist, der zu einer Spritzkante 37 ausläuft. Der Bund 36 übergreift den zwischen der Kappe 35 und dem Sitz für das Lager 9 verbleibenden Spalt 38, so daß ein Berühren des Lagers auch dann nicht möglich ist, wenn der Antriebsmotor von der Fördereinheit der Pumpe getrennt ist. An dem der Motorwelle 2 abgewandten Ende weist die Kappe 35 sternförmig angeordnete Mitnehmerrippen 38 auf, die in ein Kupplungsteil hineingreifen, das entsprechend der Kappe ausgebildet ist und ebenfalls einen Einsatz 30 aufweist, der sternförmig ausgebildete Ausnehmungen 32 aufweist, in die die Mitnehmerrippen eingreifen. Die Mitnehmerrippen sind an ihren freien Enden mit Abschrägungen 39 versehen, um ein gegenseitiges Verdrehen der Kupplungsteile zu bewirken, falls die Mitnehmerrippen 38 genau auf die Mitnehmerrippen 31 des an der Rotorwelle angeordneten Kupplung steiles auftreffen sollten. Auch bei dieser Ausführungsform ist das Motorgehäuse durch einen konisch zulaufenden halsartigen Ansatz 14 verlängert, der beide Kupplung stelle übergreift und an seinem unteren Ende den Gewindeflansch 13 für die Überwurfmutter trägt. Mit 40 sind Öffnungen bezeichnet, aus denen Kühlluft für den Motor zwischen den nach innen stehenden Rippen 34 ausströmt.

In Fig. 7 ist der in Fig. 1 mit Vtt bezeichnete Bereich größer dargestellt. Hieraus ersieht man die Anordnung und Ausbildung eines Stützlagers 41, das aus einer Lagerschale 42 und einem gummielastischen Stützmantel besteht. Die Lagerschale ist aus Sintermetall gebildet und mit einem Schmiermittel getränkt. Der Stützmantel, der beispielsweise aus Gummi bestehen kann, ist auf die Lagerschale auf vulkanisiert und kann sie auch an den Stirnenden umgreifen, wie dies in der Zeichnung dargestellt ist. Um einen Einbau des Stützlagers 41 in das Stützrohr 6 auch dann noch

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einwandfrei zu ermöglichen, wenn der Außendurchmesser des Stützmantels größer als der Innendurchmesser des Stützrohres ist, weist der Stützmantel an seiner Außenseite eine ballige Form auf, die entweder durch eine kontinuierlich gekrümmte Fläche oder, wie dies in der Zeichnung dargestellt ist, durch eine zylindrische Fläche und daran nach außen hin anschließende kegelige Flächen gebildet ist. Die Lagerschale weist einen inneren im Zentrum gelegenen zylindrischen Bereich 44 und daran nach außen hin anschließende konisch sich erweiternde Bereiche auf. ' . ■ -

Patentansprüche

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Claims

' I ./Pumpe, insbesondere Faßpumpe, mit einem über eine Antriebswelle durch einen Elektromotor angetriebenen Pumprotor, mit dem die Flüssigkeit in einem zwischen einem Stützrohr für die Rotorwelle und einem rohrförmigen, mit einer Überwurfmutter an einem Flansch des Motorgehäuses befestigten Gehäusemantel liegenden Ringkanal zu einem mit diesem verbundenen Auslauf hochgepumpt wird, und bei der die Rotorwelle mit der Motorwelle über eine Kupplung verbunden ist, die ein elektrisches Isolierstück aufweist, welches im zusammengebauten Zustand der Wellen diese mechanisch verbindet, elektrisch dagegen isoliert, wobei die Motorwelle in einer isolierenden Halterung des Motorgehäuses mittels eines Lagers abgestützt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Isolierstück als eine fest mit der Motorwelle (2) verbindbare geschlossene Kappe (23, 35) ausgebildet ist, die das hervorstehende und frei zugängliche Motorwellenende · aufnimmt und an ihrer der Motorwelle abgewandten Seite mit zumindest einem Mitnehmer (31, 38) für das der Rotorwelle (3) zugeordnete Kupplungsteil versehen ist.
2. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kappe (23, 35) auf das Motorwellenende (25) aufgeschraubt oder aufgepreßt ist.
3. Pumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kappe (23, 35) im Durchmesser derart bemessen ist, daß der freie Zugang zu dem Motorwellenlager (9) versperrt ist.

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4. Pumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kappe (35) einen die Öffnung für das Motorwellenlager (9) abdeckenden abstehenden Bund (36) aufweist.
5. Pumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Bund (36) nach außen scharfkantig zu einer Spritzkante (37) ausläuft.
6. Pumpe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das den Motor (1) und das Motorwellenlager (9) aufnehmende, aus Kunststoff bestehende Motorgehäuse (10) einen sich nach unten verjüngenden, halsartigen Ansatz (14) aufweist, der an seinem freien Ende den Gewindeflansch (13) trägt und die Motorwelle (2) mit dem als Kappe (23, 3 5) ausgebildeten Isolier stück einschließlich des an der Rotorwelle (3) sitzenden KupplungsStückes übergreift.
7. Pumpe insbesondere nach Anspruch 1, mit Stützlagern für die Rotorwelle innerhalb des Stützrohres, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützlager"(41) aus einer aus Sintermetall hergestellten Lagerschale (42) und einem diese Lagerschale umgebenden und mit dieser vorzugsweise durch Vulkanisieren verbundenen gummielastischen Stützmantel (43) bestehen.
8. Pumpe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet» daß der Stützmantel (43) einen etwas größeren Außendurchmesser aufweist als dies dem Innendurchmesser des Stützrohres (6) entspricht.
9. Pumpe nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der gummielastische Stützmantel (43). außen eine im wesentlichen ballige Form aufweist.

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