DE2156610A1 - SHAFT BEARING FOR A PLUG-FREE HEATING CIRCULATION PUMP - Google Patents

Description

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Bezeichnung: Wellenlagerung für eine stopfbuchsenlose Heizungsumwälzpumpe .Designation: Shaft bearing for a glandless heating circulation pump .

Gegenstand der Erfindung ist eine Wellenlagerung für eine stopfbuchsenlose Heizungsumwälzpumpe.The invention relates to a shaft bearing for a glandless heating circulation pump.

Die Lager derartiger Pumpen sind wassergeschmiert. Zur. Schmierung wird das in dem Leitungssystem umgewälzte Wasser herangezogen. Selbst bei einwandfreier Ausführung aller Installationsarbeiten ist es nicht zu vermeiden, daß Rückstände vieler Art im Heizungssystem bleiben, beispielsweise Formsand aus Gußteilen oder Gußradiatoren, Zunder und Schweißperlen, die beim Verschweißen der Stahlrohre entstehen oder auch Kalk im Leitungswasser. Gegen diese Verunreinigungen sind die Gleitlager der umwälzpumpe, die meist aus Materialpaax*ungen, wie Kohle/gehärteter Stahl, Bronze/gehärteter Stahl, bestehen, ' recht empfindlich. Die Schmutzteile betten sich in dem weicheren Lagerteil ein und schleifen den anderen, härteren Lagerteil in relativ kurzer Zeit ab. Als Folge davon vergrößert sich die Lagerluft, wodurch die Pumpe sehr laut wird oder so-The bearings of such pumps are water-lubricated. To the. lubrication the water circulated in the pipe system is used. Even if all installation work is carried out properly it is unavoidable that residues of many kinds remain in the heating system, for example out of molding sand Cast parts or cast radiators, scale and welding beads that arise when the steel pipes are welded or lime in the Tap water. The plain bearings of the circulation pump, which are usually made of material pairs, such as Coal / hardened steel, bronze / hardened steel, exist, 'quite sensitive. The dirt is embedded in the softer one Bearing part and grind the other, harder bearing part in a relatively short time. As a result, enlarged the internal clearance, which makes the pump very noisy or something

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gar durch anlaufen des Rotors am Stator blockiert. Weiter fallen bei diesen Ausführungen große Bearbeitungskosten an, weil in Folge des hphen Materialpreises die Lagerteile im Pumpendeckel sowie auf der Welle in Form von örtlich ausgebildeten Büchsen oder Hülsen angeordnet sind.blocked by the rotor running on the stator. Keep falling These designs incur high processing costs because the bearing parts in the pump cover are due to the high material price and are arranged on the shaft in the form of locally formed sleeves or sleeves.

Es sind auch Lagerungen von Heizungsumwälzpumpen bekannt, bei denen die aufeinander gleitenden Lagerteile aus gesintertem Aluminium-Oxid bestehen. Diese Ausführungen sind unempfindlich gegen Verunreinigungen, sind jedoch vom Material her relativ teuer und verlangen auch eine relativ aufwendige Bearbeitung, da auch hier mit im Gehäuse und auf der Welle angebrachten Lagerbüchsen und Lagerhülsen gearbeitet werden muß. Der betriebene Aufwand ist vollauf berechtigt für Pumpen,die extrem harten Betriebsverhältnissen ausgesetzt sind. Für eine Vielzahl von Fällen sind die Betriebsverhältnisse weniger hart, so daß die qualitativ hochstehenden und relativ teueren Aluminium-Oxid-Lager nicht gerechtfertigt sind. Eine preisgünstige und für weniger harte Einsatzfälle geeignete Lagerausbildung ist bisher noch nicht gefunden worden, da auch Lagerpaarungen wie zum Beispiel Kohle/Stahl oder Bronze/Stahl sich auf einem hohen Preisniveau bewegen, das ihre Verwendung für eine preisgünstige Pumpe einschränkt.There are also known bearings for heating circulation pumps where the bearing parts sliding on each other are made of sintered aluminum oxide. These versions are insensitive against contamination, but are relatively expensive in terms of material and also require relatively complex processing, because here, too, one has to work with bearing bushings and bearing sleeves mounted in the housing and on the shaft. The operated Effort is fully justified for pumps that are extreme are exposed to harsh operating conditions. For a large number of cases, the operating conditions are less severe, so that the high quality and relatively expensive aluminum oxide bearings are not justified. An inexpensive one and bearing training suitable for less severe applications has not yet been found, as there are also bearing pairings such as carbon / steel or bronze / steel move at a high price level that limits their use for an inexpensive pump.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen geschilderten Mangel der Wellenlagerungen von stopfbuchslosen Heizungsumwälzpumpen zu vermeiden.The invention is based on the object of remedying this described deficiency in the shaft bearings of glandless heating circulation pumps to avoid.

Die Lösung der Aufgabe besteht darin, daß für das feststehende Lagerteil als Werkstoff ein Kunststoff und für das rotierende Lagerteil als Werkstoff gesintertes Aluminium-Oxid (Al₂ O3) verwendet wird.The solution to the problem is that a plastic is used as the material for the fixed bearing part and sintered aluminum oxide (Al ₂ O3) is used as the material for the rotating bearing part.

Diese erfindungsgemäße Werkstoffpaarung hat den Vorteil, daß sie relativ unempfindlich ist gegen Verunreinigungen. Die Verunreinigungen betten sich in den weichen Kunststoff ein und werden von dem anderen Lagerteil, das aus dem sehr harten Werkstoff "Aluminium-Oxid" besteht, das eine Härte entsprechend dem Korund besitzt, abgeschliffen. Die Welle wird dabei nicht beschädigt. Außerdem ist der Werkstoff "Kunststoff" sehr billig.This material pairing according to the invention has the advantage that it is relatively insensitive to contamination. The impurities embed themselves in the soft plastic and are from the other bearing part, which is made of the very hard material "Aluminum oxide", which has a hardness equivalent to that of corundum, is ground off. The shaft is not damaged in the process. In addition, the material "plastic" is very cheap.

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Die Erfindung sieht weiter vor, daß der Kunststoff ein Duroplast mit geringer Quellung und hoher Temperaturbeständigkeit ist, vorzugsweise ein faserverstärktes Phenolharz. Dieser Werkstoff besitzt gegenüber Aluminium-Oxid überraschenderweise sehr gute Gleiteigenschaften, außerdem ist es sehr gut verarbeitbar und gut preßbar und gegenüber anderen Lagerwerkstoffen, wie Kohle und Bronze,.sehr billig. Die Lagerteile können sehr genau vorgepreSt werden, so daß unter Umständen eine weitere spanabhebende Bearbeitung entfallen kann. Die gesamte Heizungsumwälzpumpe kann weiter wesentlich verbilligt werden, wenn der Pumpendeckel und die Lagerbüchse aus demselben Werkstoff und gleichzeitig einteilig ausgeführt sind. Diese Ausführung war bisher preislich uninteressant, weil der " Pumpendeckel zu teuer geworden wäre, wenn man ihn beispielsweise ganz aus Speziallagerbronze oder etwa Hartkohle hergestellt hätte. Die Pumpe kann weiter verbilligt werden, wenn die Pumpenwelle eine durchgehend glatte Welle aus massiven, gesintertem Aluminium-Oxid AI2 O3 ist^ Diese Wellenausführung ist sehr einfach herzustellen, da im Gegensatz zu den bisherigen Ausführungen mit Wellenlagerteilen aus AI2 O3 keine Hülsen hergestellt und aufgeklebt werden müssen und das überschleifen der aufgeklebten Lagerbüchsen entfällt. Die Herstellung der massiven, glatten Welle umfaßt nur das sintern und das zylindrische schleifen, das, da die Welle glatt ausgebildet ist, sehr rationell spitzenlos erfolgen kann. ä The invention further provides that the plastic is a thermoset with low swelling and high temperature resistance, preferably a fiber-reinforced phenolic resin. This material surprisingly has very good sliding properties compared to aluminum oxide, it is also very easy to process and easy to compress and very cheap compared to other bearing materials such as carbon and bronze. The bearing parts can be pre-pressed very precisely, so that, under certain circumstances, further machining can be omitted. The entire heating circulation pump can be made significantly cheaper if the pump cover and the bearing bush are made of the same material and at the same time are made in one piece. This version was previously unattractive in terms of price because the "pump cover would have become too expensive if it had been made entirely of special bearing bronze or hard carbon, for example. The pump can be made cheaper if the pump shaft is a continuously smooth shaft made of solid, sintered aluminum oxide AI2 O3 ist ^ This shaft design is very easy to manufacture, since, in contrast to the previous designs with shaft bearing parts made of AI2 O3, no sleeves have to be manufactured and glued on and there is no need to grind the glued-on bearing bushes. The production of the solid, smooth shaft only involves sintering and cylindrical grinding, which, since the shaft is smooth, can be carried out very efficiently without a center

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Lagerung für eine stopfbuchslose Heizungsumwälzpumpe dargestellt.The drawing shows exemplary embodiments of the storage according to the invention for a heating circulation pump without a stuffing box shown.

Figur 1 zeigt einen Längsschnitt durch eine Heizungsumwälzpumpe. Figure 1 shows a longitudinal section through a heating circulation pump.

Figur 2 zeigt eine Variante der Pumpe gemäß Figur 1.FIG. 2 shows a variant of the pump according to FIG. 1.

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Die stopfbuchsenlose Heizungsumwälzpumpe gemäß Figur 1 besitzt ein Pumpengehäuse 1 und ein Motorengehäuse 2. Innerhalb des Pumpengehäuses und des Motorengehäuses ist eine Pumpenwelle 3 angeordnet, die den Rotor 4 und das Laufrad 5 trägt und pumpenseitig in dem den Motorraum vom Pumpenraum trennenden Deckel 6 und andererseits im der Pumpe abgewandten Abschlußdeckel 7 des Motors gelagert ist. In dem Motorgehäuse ist der mit der Wicklung versehene Stator 8 sowie das Spaltrohr 9 angeordnet, das zusammen mit den Dichtringen 10,11 den Wicklungsraum vom Rotorraum abtrennt. Der Rotorraum ist über die im Pumpendeckel 6 ausgebildete Bohrung 12 mit dem Pumpenraum verbunden. Ein Filter 13 verhindert dabei, daß zu grobe Verunreinigungen in den Rotorraum gelangen können. Zur radialen Lagerung der Pumpenwelle ist in dem Pumpendeckel 6 die Lagerschale 14 ausgebildet, wobei Pumpendeckel und Lagerschale einstückig und aus demselben Material bestehen. In dem der Pumpe abgewandten Abschlußdeckel 7 ist eine Lagerschale 15 eingebaut. Hier jedoch sind der Abschlußdeckel und die Lagerschale aus verschiedenen Materialien und konstruktiv voneinander getrennt. Weiter ist auf der Pumpenwelle mittels einem Rundschnurring 16 und dem t-artigen Haltering 17 eine Spurscheibe 18 aus gesintertem Aluminium-Oxid angeordnet, mit der die Pumpenwelle radial zur Pumpenseite hin an der Lagerschale 14 anläuft. Die Spurscheibe 18 könnte jedoch auch direkt auf der Pumpenwelle etwa durch kleben befestigt sein. Diese einseitige axiale Sicherung genügt, da am Pumpenlaufrad keine Mittel zum Ausgleichen des Axialschubs vorgesehen sind und somit eine hydraulische Axialkraft das Pumpenlaufrad und die Pumpenwelle zur Pumpenseite hin beaufschlagt. Der Pumpendeckel 6 und die Lagerbüchse 15 bestehen erfindungsgemäß aus Kunststoff, vorzugsweise einem Duroplast. Diesem Duroplast ist zur Erhöhung der Festigkeit eine Füllmasse beigegeben, beispielsweise Asbestfasern, Glasfasern oder Stoffasern. Es ist auch denkbar, daß die Füllmasse aus Sägmehl besteht. Die Pumpenwelle ist am Außendurchmesser vollkommen glatt und aus gesintertem Aluminium-Oxid gefertigt.The glandless heating circulation pump according to Figure 1 has a pump housing 1 and a motor housing 2. Inside the pump housing and the motor housing, a pump shaft 3 is arranged, which the rotor 4 and the impeller 5 carries and on the pump side in which the engine compartment from the pump compartment separating cover 6 and on the other hand is mounted in the end cover 7 of the motor facing away from the pump. In the engine case the stator 8 provided with the winding and the can 9 are arranged, which together with the sealing rings 10, 11 separates the winding space from the rotor space. The rotor space is via the bore 12 formed in the pump cover 6 with the Pump room connected. A filter 13 prevents coarse impurities from getting into the rotor space. For the radial mounting of the pump shaft, the bearing shell 14 is formed in the pump cover 6, the pump cover and the bearing shell in one piece and made of the same material. In the cover 7 facing away from the pump is a bearing shell 15 built in. Here, however, the end cover and the bearing shell are made of different materials and are constructive separated from each other. Next is on the pump shaft by means of an O-ring 16 and the T-shaped retaining ring 17 Track disk 18 made of sintered aluminum oxide is arranged, with which the pump shaft radially to the pump side on the bearing shell 14 starts up. The track disk 18 could, however, also be attached directly to the pump shaft, for example by gluing. These One-sided axial securing is sufficient, since no means for compensating the axial thrust are provided on the pump impeller and thus a hydraulic axial force acts on the pump impeller and the pump shaft towards the pump side. The pump cover 6 and the bearing bush 15 are made, according to the invention, of plastic, preferably a thermoset. This thermoset a filling compound is added to increase the strength, for example asbestos fibers, glass fibers or fabric fibers. It it is also conceivable that the filling compound consists of sawdust. The pump shaft is completely smooth and off on the outside diameter made of sintered aluminum oxide.

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Die Ausführung der Heizungsumwälzpumpe gemäß Figur 2 entspricht im wesentlichen der gemäß Figur 1. Im Unterschied hierzu ist die Lagerschale 19 im der Pumpe abgewandten Abschlußdeckel 20 direkt ausgebildet. Der Abschlußdeckel selbst besteht aus Kunststoff, so daß die Lagerschale 19 und der Abschlußdeckel 20 einstückig hergestellt werden können.The design of the heating circulation pump according to FIG. 2 corresponds essentially to that according to FIG. 1. The difference is for this purpose, the bearing shell 19 is formed directly in the cover 20 facing away from the pump. The end cover itself is made of plastic, so that the bearing shell 19 and the cover 20 are made in one piece can.

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Claims (4)

PATENTANSPRÜCHEPATENT CLAIMS WeIlenlagerung für eine stopfbuchsenlose Heizungsumwälzpumpe, dadurch gekennzeichnet, daß für das feststehende Lagerteil als Werkstoff ein Kunststoff und für das rotierende Lagerteil als Werkstoff gesintertes Aluminium-Oxid verwendet wird.Shaft bearing for a glandless heating circulation pump, characterized in that a plastic is used as the material for the fixed bearing part and a plastic for the rotating one Bearing part is used as a material sintered aluminum oxide. 2) Lagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff ein Duroplast mit geringer Quellung und hoher Temperaturbeständigkeit ist, vorzugsweise ein faserverstärktes Phenolharz.2) Storage according to claim 1, characterized in that the Plastic is a thermoset with low swelling and high temperature resistance, preferably a fiber-reinforced one Phenolic resin. 3) Lagerung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Pumpendeckel 6,20 und die Lagerschale 14,19 aus demselben Werkstoff und einteilig ausgeführt sind.3) Storage according to claim 1 or 2, characterized in that the pump cover 6.20 and the bearing shell 14.19 the same material and are made in one piece. 4) Lagerung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 3, da durch gekennzeichnet, daß die Pumpenwelle 3 eine durchgehend glatte Welle aus massiven, gesintertem Aluminium-Oxid ist.4) Storage according to one or more of claims 1-3, characterized in that the pump shaft 3 is a continuous Smooth shaft is made from solid, sintered aluminum oxide. , I , I. > J \7 i ! AU , -·. > Y \ 7 i! AU , - ·. LeerseiteBlank page