DE2359475A1 - Abdichtungsanordnung - Google Patents

Description

Patentanwalt „__ο/_. Dipl. Ing. H. J. Hübner 2 3594/5

896Ο Kempten/Allg.

Undouer Str. 32 · Telefon 0631/232*1

14.11.1973

Anmelder* Max ¥oggel, Waltenhofen-Rauns, Paul Zollstr» 15 Anwaltsaktet ? 4o1

Abdi ehtungsanordnung

Dia Erfindung betrifft sine Abdichtungsanordnung zwischen ©insrn motorisch angatriefeenen Drshorgan und einem feststelienden Stutzen, insbesondere für Saugpumpen.

Für viele Anwendungszweoke sind Seugzentrifugalpumpen im Hsn4el, bei denen der Impeller aus zwei Blechpresshälften besteht, die durch Punktschweißung miteinander verbunden sind. Solche Impeller sind in der Herstellung besonders billig. Der Nachteil besteht darin, dad wegen der geringen Herstellungskosten die Genauigkeit begrenzt ist. Wenn

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solche Impeller auf der Antriebswelle eines Elektromotors fliegend gelagert sind, so .lassen sich nicht immer Ausfluchtungsfehler gegenüber dem feststehendem Saugstutzen vermeiden. Bei bekannten Saugsentrifugalpumpen greift der feststehende zylinder!scha Stutzen mit genügendem radialen Spiel in den Hals des Impellers @in_} wobei ein Ringspalt vorhanden ist, der Toleransunterschlede und Ausflueht'mgsfehler ausgleicht« Dieser Ringspalt verringert jedoch die Saugleistung der Pumpe maßgeblich_o

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Abdichtungsanordnung für ein mit einem feststehenden Stutzen zusammenwirkendes Drehorgan zu sohaffen, um die beschriebenen Nachteile zu vermeiden bzw. mindestens zu reduzieren, jedoch die Herstellungskosten nicht maßgeblich zu erhöhen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwischen dem Hals des Drehorgans und dem benachbarten Saugstutzenmantel ein Dichtungsring angeordnet ist und daß ein flexibles zylinderisches Organ vorgesehen ist, das Exzentrizitäten und Ausfluchtungsfehler ausgleicht.

Mehrere Ausfütirungsformen.fallen unter die Erfindung. Bei einem wichtigen Anwendungsgebiet der Erfindung stellt das

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angetriebene Drehorgan den Impeller einer Saugzentrifugal· pumpe dar, Der Hals des Impellers ist bei einer insbesondere aus zwei Blechpresshälften zusammengesetzten Ausführung nicht Ammer exakt zylinder!sch und die Anordnung der Drehachse zur Längsachse des. Saugstutzens ist nicht immer ausgefluchtet, vielmehr tritt bei der Montage ©ine mehr oder weniger groß© Exzexitrissität ein. Darüber hinaus läßt sich häufig- auch nicht vermeiden, daß die Drehachse zur Längsachse des Stutzens einen kleinen Winkel bildet. und es kommen Ausrichtungsfehler noch dadurch zustande, d^3 der Impeller nicht genau koaxial auf der ll sitzt, so daß der Impeller eine Taumelbewegung Alle diese Fehler resultieren bei den bekannten Ausfuhrrungen in einem Spalt zwischen dem Hals des Impeilers i dem benachbarten Saugstutzen» mit dem Ergebnis, daß die Saugleistung herabgesetzt wird und teilweise völlig verloren geht.

Dank der vorliegenden Erfindung werden diese Nachteile in besonders einfacher Weise vermieden. Das grundsätzliche Lösungsprinzip beruht darauf, daß ®in flexibles Organ, wl· sine Muffe verwendet wird und zusätzlich ein Abdiöhtungsrirrxg zwischen dem Drehorgan und dem feststehenden Organ vorgesehen wird. So ist es gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung moglich, den Saugstutzen mittels der

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flexiblen Muffe am Pumpengehäuse zu befestigen und am freien Ende des Saugstutzen, zwischen diesem und dem Impellerhals ©inen Dichtungsring» insbesondere einen Simmerring vorzusehen. Die beschriebenen Herstellungs.» öder Montagefehler des Impellers relativ zum Saugstutzen werden nun. dank der flexiblen Muffe ausgeglichen und der Spalt zwischen Saugstutzen und dem Impellerhals wird durch den Dichtungsring abgedichtet, Die Saugleistung wird dadurch maßgeblich heraufgesetst und die Montage der einzelnen Teile ist nicht oder nicht maßgeblich teurer als bei bekannten Ausführungen.

Eine weitere Verbesserung wird nun dadurch erreicht, daß die elastische bzw. flexible Muffe mit dem Dichtungsring eine Baueinheit bildet, wobei der Dichtungsring an einem Ende der flexiblen Muffe angeordnet if.t und mit einem der beiden gegeneinander abzudichtenden Teile umfangsmäßig zusammenwirkt, während das andere Ende der flexiblen Muffe mit dem anderen dieser beiden Teile fest verbunden ist» Bei dieser Ausführung 1st der Saugstutzen am Pumpengehäuse starr befestigt, wie dies bisher der Fall war und auch der Impeller ist in der herkömmlichen Weise hergestellt und montiert. Am Hals des Impellers ist nun aber die flexible Muffe befestigt, deren freies Ende den Dichtungsring trägt.

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welcher am zylinderischen Saugstutzen anliegt, so daß eine Abdichtung zwischen Impeller und Saugstutzen erzielt wird. Die flexible Muffe gestattet nun einen Ausgleich von Exzentrizitäten und Ausfluchtungsfehlern durch Eigenverformung«

Auch eine Umkehrung der Anordnung derart, daß die flexible Muffe stationär, also nicht-drehend am Saugstutzen befestigt 1st j während der Dichtungsring a'm Hals des Impellers anliegt fällt unter don Erfindungsgedanken und bei beiden Ausführungsformen sind jeweils wieder zwei Alternativen vorgesehen, nämlich die Anordnung des flexiblen Organs ausserhalb des Stutzens und innerhalb des Stutzens.

Anhand der Zeichnung, die vier Ausführungsbeispiele darstellt, sei die Erfindung näher beschrieben.

Es zeigti

Figur 1 eine schematische Schnittansicht einer Dichtungsanordnung in Verbindung mit einer Saugzentrifugalpumpe, bei der das flexible Organ am Impeller befestigt ist und mit der Aussenfläohe des zylinderischen Saugstutzens zusammenwirkt» %

Figur 2 eine schematische Schnittansicht ähnlich Fig*- 1> bei der jedoch das flexible Organ am feststehenden

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Saugstutzen aussen befestigt 1st und mit seinem anderen Ende m.it der äusseren Mantelfläche des Impellerhalses zusammenwirkt,

Figur 3 eine Schnittansicht ähnlich Fig. 1, bei der die flexible Muffe am zylinder!sehen Hals des Impellers befestigt ist und mit ihrem freien Ende die Innenfläche des zylinder!sehen Saug·» Stutzens berührt, und

Figur 4 eine Schnittansicht ähnlich der vorbeschriebenen Ausführungen, ,jedoch derart abgewandelt, da0 das flexible Organ innerhalb des stationären Saugstutzens befestigt ist und mit der Innenfläche des Halses des Impellers in Abdichtungsverbindung steht.

Der hier dargestellte Impeller 1o einer Saugzentrifugalpumpe ist an der Antriebswelle 12 eines nicht dargestellten Elektromotors befestigt. An dem, der Antriebswelle 12 gegenüberliegenden Ende weist der Impeller einen schematisch dargestellten Hals 14 auf. Der Impeller besteht aus zwei radial von einander getrennten Blechpresshälften, die axial aneinander durch Punktschweißungen verbunden sind. Im Inneren des Impellers 1o sind die üblichen spiralförmigen Leitwände •ingebaut, die in den Figuren nicht weiter dargestellt sind, da sie von herkömmlicher Bauart sind.

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in den Hals 14 des Impellers 1o greift ein zylinderischer Saugstutzen 2o mit genügendem radialen Spiel ein, so daß zwischen dem Mantel des Saugstutzens 2ο und dem Hals 14 des Impellers 1o ein Ringspalt gebildet wird.

Die bisher beschriebene Ausführung 1st herkömmlich und hat den Nachteil* .daß aufgrund der billigen Herstellungsweise des Impellers und der entsprechend billigen Montage im Pumpengehäuse Ausfluchtungsfehler und Ausrichtungsfehler zwischen der Längsachse des Stutzens 2o und der Drehachse des Impellers 1o nicht zu vermeiden sind, weswegen ein maßgebliches Spiel des Stutzens zum Impellerhals erforderlich ist. Dieses maßgebliche Spiel wiederum bedingt einen breiten Ringspalt , der für die Saugverluste bekannter Ausführungen maßgeblich ist.

Erfindungsgemäß wird nun dieser Nachteil in sehr einfacher Weise dadurch vermieden, daß ein flexibles Organ 3o in. Form einer Muffe vorgesehen wird, das an einem Ende einen fest angebrachten Dichtungsring 32 aufweist. Der Dichtungsring ist vorzugsweise in Form eines Simmerringes ausgebildet, weist also in seinem Inneren eine Feder auf, die für die Anlage der flächenmäßig schmalen Dichtungsfläche des Dichtungsringes an einem zylinderischen Organ verantwortlich ist<

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In allen Ausführungsformen gemäß der Figuren 1 bis 4 bilden die flexible Muffe 3o und der Dichtungsring 32 eine Baueinheit, und zwar ist der Dichtungsring 32 immer an einem stirnseitigen Ende der zylinderisehen flexiblen Muffe 3o befestigt, während das gegenüberliegende Ende der Muffe 3o gemäß den einseinen Ausftihrungsformen entweder am Hals 14 des Impellers 1o oder am zylinderischen Stutzen 2o befestigt ist.

Gemäß Figur 1 greift der zylinderische Stutzen 2o in den Hals 14 des Impellers 1o ein und die flexible Muffe 3o ist aussen auf den Hals 14 aufgeschoben und dort beispielsweise mittels eines Klemmbandes oder dergleichen befestigt. Die beinahe linienförmig· Berührungsfläche des Dichtungsringes 32 liegt an der Aussenflache des zylinderischen Saugstutzens 2o an. Man erkennt, daß bei Ausfluchtungs- und Ausrlcfctungsfehlern sich die Lage des Dichtungsringes 32 bez. des istationären Stutzens 2o nicht verändert, so daß hier die Abdichtungswirkung voll erhalten bleibt, auch wenn der Impeller Taumelbewegungen während der Rotation ausführt. Diese, von der reinen Rotationsbewegung abweichenden Bewegungen werden durch elastische Verformung des flexiblen Organs 3o aufgenommen.

Gemäß Figur 2 greift der zylinderische Stutzen 2o ebenfalls in den Hals des Impellers 1o ein, jedoch ist die flexible

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Muffe 34 mittels eines Distanzringes 35 an der Aussenfläche des Stutzens 2o befestigt und weist somit einen Innenradius. auf, der um die radiale Höh© des Dichtungsringes 32 größer als der Aussenradius des Impellerhalses 1o ist. Auf diese Weise kann der Dichtring 32 einfach am freien Ende der Muffe 34 in die Innenfläche eingesetzt sein, so daß die Dichtfläche des Dichtringes 32 die Aussenfläche des Impellerhalses 14 berührt.

Selbstverständlich kann der Dichtring 32 auch entsprechend demjenigen nach Fig. 1 in die Muffe 3o eingearbeitet sein, so daß er nur geringfügig über deren innere Mantelfläche nach innen vorsteht. Dadurch läßt sich eine Verringerung des Innendurchmeßers der flexiblen Muffe 34 erreichen.

Der gravierende Unterschied der Ausführung gemäß Fig. 2 gegenüber derjenigen nach Fig. 1 besteht darin, daß bei der Ausführung nach Fig. 2 die flexible Muffe mit dem Dichtring stationär bleibt, weil diese Anordnung ja am stationären Saugstutzen 2o befestigt ist, während die, aus flexibler Muffe 3o und Dichtring 32 bestehende Einheit gemäß Fig. 1 mit dem Impeller Io rotiert, eine Ausführung, die wegen der gleichmäßigeren Abnutzung vorzuziehen wttre»

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Die beiden Ausführungen gemäß der Figuren 3 und 4 unterscheiden sich von den .vorbeschriebenen Ausführungen im wesentlichen dadurch, daß der zylinderische stationäre Saugstutzen 2o den Impellerhals 14 aussen übergreift, vrobei die flexible Muffe 36 (Fig.3) bzw, 38 {Fig.4) innerhalb des Stutzens 2o angeordnet ist. Gemäß Flg«, 3 1st die flexible Muffe 36 ähnlioh der Ausführung gemäß Fig* 1 aussen am Impellerhals 14 befestigt, der Dichtungsring 32 ist ,jedoch am freien Ende der Muffe 36 an deren Aussenfläche vorgesehen und berührt den Stutzen 2o innen. Diese Ausführung ließe sich auch noch dadurch abwandeln, daß die.Muffe 36 an der Innenfläche des Halses 14 befestigt wird, doch ist die vorbeschriebene Ausführung gemäß Fig. 3 aufgrund der einfachereren Befestigung und des größeren Eintrittsquerschnittes für die Strömung vorzuziehen.

Figur 4 veranschaulicht schließlich die Befestigung der flexiblen Muff« 38 über einen Distanzring 4o an der Innenfläche des Stutzens 2o wobei der Dichtring die Innenfläche des Halses 14 berührt*

Allen Ausführungen gemäß der Figuren 1 bis 4 ist gemeinsam, daß ein, aus flexibler Muffe und einem Dichtring an einem Ende der Muffe vorgesehene Einheit angeordnet wird, die entweder am Impellerhals oder am zylinder!sehen Stutzen be-

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festigt wird und im ersten Fall den Stutzen und im zweiten Fall den Impellerhals bei relativer Drehbarkeit abdichtend verbindet.

Dabei muß der Dichtring nicht notwendigerweise als Simmerring ausgebildet sein, vielmehr kann zusätzlich daneben ein Kugellager zur Führung des Simmerrings oder alternativ anstelle des Simmerrings ein abgedichtetes Kugellager (seal bearing) vorgesehen sein. Ein Kugellager würde den Einsatz einer Muffe mit nicht so hohen Flexibilitätsansprüchen erlauben·

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Claims (1)

1. Patentansprüche:

   1.) Abdichtungsanordnung zwischen einem motorisch angetriebenen Drehorgan und einem feststehenden Stutzen, insbesondere für Zentrifugal Säugpumpen, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Hals (14) des Drehorgans (1o) und dem beanchharten Mantel des Saugstutzens (2o) ein Dichtungsring (52) angeordnet ist und daß ein flexibles zylinderisches Organ (3o,34,36,38) vorgesehen ist, das Ausfluchtungs- und Ausrichtungsfehler des Drehorgans bez. des Saugstutzens ausgleicht,

   2. Abdichtungsanordnung nach Anspruch 1_P dadurch gekennzeichnet , daß der Dichtring (32) und das flexible zylindrische Organ (3oj34|36j38) eine Baueinheit bilden,

   3. Abdichtungsanordnung nach Anspruch 2» dadurch gekeimzeichnet, daß der Dichtungsring (32) an einem stirnseitigen Ende einer flexiblen Dichtungsmanschette (3o$34?36$38) befestigt ist.

   4. Abdichtungsanordnung anch einem der Ansprüche 1 bis 2„ dadurch gekennzeichnet, daß die flexible Manschette (3o;36) am'Hale (14) eines Impellers (14) der Zentrifugalsaugpumpe befestigt ist und sein Dichtring (32) am Saugstutzen (2o)

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   anliegt.

   5» Abdichtungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die flexible Manschette (3o) am äusseren Umfang des Impellerhalses (14) befestigt 1st und daß der Dichtring (32) an dar äusseren Mantelfläche des Saugstutzens (2o) anliegt.,

   6. Abdichtungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die flexible Manschette (36) an der äusseren Mantelfläche des Impellerhalses (14) befestigt ist und daß der Dichtungsring (32) die Innenfläche des Saugstutzens (2o) berührt.

   7. Abdichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß die flexible Manschette (34;38) am stationären zylinderischen Stutzen (2o) befestigt ist und daß ihr Dichtungsring (32) den Impellerhals (14) der Zentrifugalsaugpumpe (1o) berührt.

   8. Abdichtungsanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die flexible Manschette (34) den Impellerhals (14) aussen übergreift und daß der Dichtungsring (32) an der Aussenfläche des Impellerhalses (14) anliegt.

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   9. Abdichtungsanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet daß die flexible Manschette (38) am stationären Stutzen (2o) innen befestigt ist und in den Impellerhals (14) eingreift und dessen Innenfläche mit ihrem Dichtungsring berührt.

   10. Abdichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis y, dadurch gekennzeichnet, daß der an der flexiblen Manschette (3o j 34j 36; 38) befestigte. Dichtungsring nach Art eines Simmerringes mit einer eingelegten Feder ausgebildet 1st.

   11. Abdichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 1 ό, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtungsring (32) im.Axialschnitt eine konvex gewölbte Berührungsfläche aufweist.

   12. Abdichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11» dadurch gekennzeichnet, daß die flexible Manschette (3o;34; 36;38) ein Schlauch aus Gummi oder gummiähnlichem Kunststoff ist.

   13* Abdichtungsanordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die flexible Manschette (3o;34;36;38) einge-

   baute Verstärkungering· aufweist, di· unter Aufrechterhaltung der Flexibilität die Toraionabtanapruchung erhöhen.

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   14, Abdichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1-13» dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtungsring als selbst- dichttmdes Kugellager ausgebildet ist.

   15. Abdichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1-13, da&uroh gekennzeichnet, daß neben dem Dichtungsring zu dessen. Führung ein Kugellager angeordnet ist.

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