EP2547912A1 - Laufradbefestigung - Google Patents

Laufradbefestigung

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Publication number
EP2547912A1
EP2547912A1 EP11708293A EP11708293A EP2547912A1 EP 2547912 A1 EP2547912 A1 EP 2547912A1 EP 11708293 A EP11708293 A EP 11708293A EP 11708293 A EP11708293 A EP 11708293A EP 2547912 A1 EP2547912 A1 EP 2547912A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
drive
impeller
intermediate shaft
shaft
impeller hub
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP11708293A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Joachim Pahlen
Jens Ulrich Stahr
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
KSB SE and Co KGaA
Original Assignee
KSB AG
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Filing date
Publication date
Application filed by KSB AG filed Critical KSB AG
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • 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
    • 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
    • F04D29/40—Casings; Connections of working fluid
    • F04D29/42—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps
    • F04D29/426—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps especially adapted for liquid pumps
    • 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
    • F04D29/58—Cooling; Heating; Diminishing heat transfer
    • F04D29/586—Cooling; Heating; Diminishing heat transfer specially adapted for liquid pumps
    • F04D29/588—Cooling; Heating; Diminishing heat transfer specially adapted for liquid pumps cooling or heating the machine

Definitions

  • the invention relates to an impeller mounting, in particular in the connection between a drive shaft and an impeller hub of a centrifugal pump assembly, wherein at a drive shaft end a mating surface and at least one contact surface is formed, wherein the drive shaft end with a central bore is provided with internal thread, wherein on the impeller hub a mating surface and at least one contact surface is formed, wherein the impeller hub is provided with a central bore with internal thread.
  • DE 102007044646 A1 an impeller attachment in a centrifugal pump unit is described which consists of a centrifugal pump and a drive. It is shown how the connection between a drive shaft and an impeller hub is made by a threaded screw. The internal thread of the drive shaft and the impeller hub is executed in the same direction and continuously.
  • the illustrated device allows a secure connection between the drive and impeller.
  • the shaft seal between the illustrated impeller and the driving motor Depending on the area of application, very high demands are placed on this seal.
  • the centrifugal pump unit is to be sealed by a simple mechanical seal. However, it is sometimes necessary to provide a double seal for safety reasons. In this case, two seals are mounted serially along the shaft, whereby an additional Space requirement for the second seal arises.
  • the wheel mounting from DE 102007044646 A1 must be re-dimensioned for these cases.
  • the invention has for its object to provide a wheel mounting, which allows both the use of a simple mechanical seal and the use of a double seal, and round and axial runout properties of the impeller may not be affected.
  • the solution to this problem provides an impeller mounting in which between the drive shaft and the impeller hub an intermediate shaft for connecting the impeller hub is provided with the drive shaft, wherein at both ends of the intermediate shaft for rectilinear alignment of the drive shaft, the intermediate shaft and the impeller hub each have a mating surface and at least one contact surface is formed, wherein means for connecting the intermediate shaft with the drive shaft and the impeller hub are provided.
  • a seal is arranged on the intermediate shaft.
  • the two shafts are rotatably connected with each other.
  • the additional space required for a further sealing element is provided.
  • the advantage here is that the attachment of the impeller hub to the drive shaft through the mating surfaces in a simple manner centered within the given tolerances.
  • the existing pump which has a simple mechanical seal, can be extended by an additional seal.
  • a mechanical seal is provided on the intermediate shaft.
  • a collar is provided on the intermediate shaft, which prevents slipping of the mechanical seal. This ensures that the mechanical seal is fixed in a fixed location, whereby the security of the seal is improved.
  • the intermediate shaft has a continuous bore, which contains, for example, a continuous thread, wherein the intermediate shaft with the impeller hub and the drive shaft are screwed by a threaded rod or a threaded pin.
  • the intermediate shaft has a blind bore at its first end and a threaded stub at its second end.
  • This intermediate shaft can be fitted as an extension between existing shaft ends.
  • a sealing element is provided between the intermediate shaft and the impeller hub.
  • a kit for the impeller mounting is provided, with all meaningful intermediate shafts are kept for a fixed number of drive shafts and impeller hubs.
  • the intermediate shaft offers not only the option of a further seal but also the benefit of an adapter for different drive-side and pump-side connections.
  • the invention further comprises a housing part for receiving the intermediate shaft described.
  • This intermediate housing is on the drive side with the drive housing and the pump side pressure-tight connected to the pump housing.
  • Figure 1 shows a first embodiment of the impeller mounting according to the invention and Figure 2 shows a second embodiment of the impeller connection according to the invention.
  • a first embodiment of the impeller mounting according to the invention is shown in FIG.
  • a drive shaft 3 has a central threaded bore for receiving a threaded pin 4.
  • a provided with a continuous bore 8 intermediate shaft 2 sits centrally fitted on the drive shaft 3.
  • An impeller hub 1 a has a central threaded bore and sits centrally fitted on the intermediate shaft 2.
  • the in the Impeller hub 1 a and screwed in the drive shaft 3 threaded pin 4 braces the intermediate shaft 2 frictionally.
  • a pump-side mechanical seal 5 is applied to the impeller 1 and seals the impeller hub 1 a against a pump housing 10 from.
  • a drive-side mechanical seal 6 is supported on a collar 7 of the intermediate shaft 2 and seals the intermediate shaft 2 against a drive housing 1 1 from.
  • a drive shaft 3 has a central threaded bore for receiving the threaded pin 4.
  • a provided with a central threaded bore intermediate shaft 2 is seated centrally fitted on the drive shaft 3 and is screwed with this frictional engagement.
  • the impeller hub 1 a has a central threaded bore and sits centrally fitted on the intermediate shaft 2. The frictional screwing of intermediate shaft 2 and impeller hub 1 a via a located on the intermediate shaft 2 threaded stub 9th
  • a suitable material pairing or coating is selected at the mating surfaces. This prevents a possible predation.

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Abstract

Laufradbefestigung, insbesondere bei der Verbindung zwischen einer Antriebswelle (3) und einer Laufradnabe (1a) eines Kreiselpumpenaggregates, mit einer Passfläche und mindestens einer Anlagefläche am Antriebswellenende. Das Antriebswellenende ist mit einer Mittelbohrung mit Innengewinde versehen. Bei der Laufradnabe (1a) sind eine Passfläche und mindestens eine Anlagefläche ausgebildet. Die Laufradnabe (1a) ist mit einer Mittelbohrung mit Innengewinde versehen. Zwischen der Antriebswelle (3) und der Laufradnabe (1a) ist eine Zwischenwelle (2) zur Verbindung der Laufradnabe (1a) mit der Antriebswelle (3) vorgesehen, wobei an beiden Enden der Zwischenwelle (2) zur Ausrichtung jeweils eine Passfläche und mindestens eine Anlagefläche ausgebildet ist und Mittel zur Verbindung der Zwischenwelle (2) mit der Antriebswelle (3) und der Laufradnabe (1a) vorgesehen sind, wobei auf der Zwischenwelle (2) eine Dichtung angeordnet ist.

Description

Beschreibung
Laufradbefestigung
Die Erfindung betrifft eine Laufradbefestigung, insbesondere bei der Verbindung zwischen einer Antriebswelle und einer Laufradnabe eines Kreiselpumpenaggregates, wobei an einem Antriebswellenende eine Passfläche und mindestens eine Anlagefläche ausgebildet ist, wobei das Antriebswellenende mit einer Mittel bohrung mit Innengewinde versehen ist, wobei an der Laufradnabe eine Passfläche und mindestens eine Anlagefläche ausgebildet ist, wobei die Laufradnabe mit einer Mittel bohrung mit Innengewinde versehen ist.
In der DE 102007044646 A1 ist eine Laufradbefestigung bei einem Kreiselpumpenaggregat beschrieben, das aus einer Kreiselpumpe und einem Antrieb besteht. Es ist gezeigt, wie die Verbindung zwischen einer Antriebswelle und einer Laufradnabe durch eine Gewindeschraube hergestellt wird. Das Innengewinde der Antriebswelle und der Laufradnabe ist dabei gleichsinnig und durchgehend ausgeführt. Die dargestellte Vorrichtung ermöglicht eine sichere Verbindung zwischen Antrieb und Laufrad. In der Schrift nicht dargestellt ist die Wellenabdichtung zwischen dem dargestellten Laufrad und dem antreibenden Motor. Abhängig vom Einsatzbereich werden an diese Abdichtung teilweise sehr hohe Anforderungen gestellt. Für den typischen Fall ist das Kreiselpumpenaggregat durch eine einfache Gleitringdichtung abzudichten. Teilweise ist es jedoch notwendig aus Sicherheitsgründen eine Doppeldichtung vorzusehen. Hierbei werden entlang der Welle seriell zwei Dichtungen angebracht, wodurch ein zusätzlicher Platzbedarf für die zweite Dichtung entsteht. Die Laufradbefestigung aus der DE 102007044646 A1 muss für diese Fälle neu dimensioniert werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Laufradbefestigung zu schaffen, die sowohl die Verwendung einer einfachen Gleitringdichtung als auch den Einsatz einer Doppeldichtung ermöglicht, wobei Rund- und Planlaufeigenschaften des Laufrades nicht beeinträchtigt werden dürfen.
Die Lösung dieser Aufgabe sieht eine Laufradbefestigung vor, bei der zwischen der Antriebswelle und der Laufradnabe eine Zwischenwelle zur Verbindung der Laufradnabe mit der Antriebswelle vorgesehen ist, wobei an beiden Enden der Zwischenwelle zur geradlinig fluchtenden Ausrichtung der Antriebswelle, der Zwischenwelle und der Laufradnabe jeweils eine Passfläche und mindestens eine Anlagefläche ausgebildet ist, wobei Mittel zur Verbindung der Zwischenwelle mit der Antriebswelle und der Laufradnabe vorgesehen sind. Erfindungsgemäß ist auf der Zwischenwelle eine Dichtung angeordnet. Hierdurch werden die beiden Wellen miteinander drehfest verbunden. Außerdem wird der für ein weiteres Dichtelement benötigte zusätzliche Bauraum bereitgestellt. Von Vorteil ist dabei, dass die Befestigung der Laufradnabe an der Antriebswelle durch die Passflächen auf einfache Weise im Rahmen der vorgegebenen Toleranzen zentriert erfolgt. Außerdem ist die vorhandene Pumpe, die über eine einfache Gleitringdichtung verfügt, um eine zusätzliche Dichtung erweiterbar.
In einer weiteren, vorteilhaften Ausführungsform ist auf der Zwischenwelle eine Gleitringdichtung vorgesehen. Von Vorteil ist dabei, dass eine zusätzliche Sicherung der Pumpe gegen Leckagen bewirkt wird.
In einer weiteren, vorteilhaften Ausführungsform ist auf der Zwischenwelle ein Bund vorgesehen, der ein Verrutschen der Gleitringdichtung verhindert. Hierdurch wird erreicht, dass die Gleitringdichtung an einem festen Ort fixiert wird, wodurch die Sicherheit der Abdichtung verbessert wird. In einer weiteren Ausführungsform verfügt die Zwischenwelle über eine durchgängige Bohrung, die beispielsweise ein durchgehendes Gewinde enthält, wobei die Zwischenwelle mit der Laufradnabe und der Antriebswelle durch einen Gewindestab oder einen Gewindestift verschraubt werden. Von Vorteil ist dabei, dass die Fertigung der einzelnen Teile stark vereinfacht wird, wobei gleichzeitig die Plan- und Rundlaufeigenschaften des Laufrades verbessert werden.
In einer alternativen Ausführungsform verfügt die Zwischenwelle an ihrem ersten Ende über eine Sackbohrung und an ihrem zweiten Ende über einen Gewindestumpf. Diese Zwischenwelle ist als Verlängerung zwischen vorhandenen Wellenenden einpassbar.
In einer weiteren Ausführungsform ist zwischen der Zwischenwelle und der Laufradnabe ein Dichtelement vorgesehen. Von Vorteil ist dabei, dass ein Eindringen von Flüssigkeit in die Fügestelle zwischen Laufradnabe und Zwischenwelle unterbunden ist.
Erfindungsgemäß ist ein Baukasten für die Laufradbefestigung vorgesehen, wobei für eine feste Anzahl von Antriebswellen und Laufradnaben alle sinnvollen Zwischenwellen vorgehalten werden. Durch den Einsatz der Zwischenwellen lassen sich Pumpen und Antriebe innerhalb des Baukastens kombinieren. Die Zwischenwelle bietet neben der Möglichkeit einer weiteren Abdichtung den Nutzen eines Adapters für unterschiedliche antriebsseitige und pumpenseitige Anschlüsse.
Die Erfindung umfasst weiterhin ein Gehäuseteil zur Aufnahme der beschriebenen Zwischenwelle. Dieses Zwischengehäuse ist antriebsseitig mit dem Antriebsgehäuse und pumpenseitig mit dem Pumpengehäuse druckdicht verbindbar. Durch diese Anordnung entsteht ein abgeschlossener Raum, der zwischen der pumpenseitigen ersten Dichtung und der antriebsseitigen zweiten Dichtung liegt. Dieser Raum wird mit einer Vorlageflüssigkeit gefüllt. Liegt bei der pumpenseitigen Dichtung eine Leckage vor, kann sie durch die Vorlageflüssigkeit aufgenommen werden. In einer weiteren Ausführungsform ist in dem abgeschlossenen Raum eine Kühlung vorgesehen. Von Vorteil ist dabei, dass die Gleitringdichtungen auf einer konstanten Temperatur gehalten werden können, wodurch ihre Standzeit verlängert werden kann.
Weitere Ausführungsformen ergeben sich aus der Kombination der bisher dargestellten und sind deshalb hier nicht weiter ausgeführt.
Ausführungsbeispiele für erfindungsgemäße Vorrichtungen sind in folgenden Figuren dargestellt. Es zeigen die
Figur 1 eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Laufradbefestigung und die Figur 2 eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Laufradverbindung.
Eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Laufradbefestigung ist in der Figur 1 dargestellt. Eine Antriebswelle 3 besitzt eine zentrische Gewindebohrung zur Aufnahme eines Gewindestifts 4. Eine mit einer durchgängigen Bohrung 8 versehene Zwischenwelle 2 sitzt zentrisch gepasst auf der Antriebswelle 3. Eine Laufradnabe 1 a besitzt eine zentrische Gewindebohrung und sitzt zentrisch gepasst auf der Zwischenwelle 2. Der in der Laufradnabe 1 a und in der Antriebswelle 3 verschraubte Gewindestift 4 verspannt die Zwischenwelle 2 reibschlüssig. Eine pumpenseitige Gleitringdichtung 5 liegt am Laufrad 1 an und dichtet die Laufradnabe 1 a gegen ein Pumpengehäuse 10 ab. Eine antriebsseitige Gleitringdichtung 6 stützt sich an einem Bund 7 der Zwischenwelle 2 ab und dichtet die Zwischenwelle 2 gegen ein Antriebsgehäuse 1 1 ab. Die sich an der Laufradnabe 1 a und dem Bund 7 der Zwischenwelle abstützenden Gleitringdich- tungsteile sind drehfest an der Laufradnabe 1 a und der Zwischenwelle 2 verbunden. Ein Zwischengehäuse 12 verbindet das Pumpengehäuse 10 mit dem Antriebsgehäuse 1 1 druckdicht und bildet einen abgeschlossen Raum zwischen den beiden Gleitringdichtungen 5, 6. Dieser Raum dient zur Aufnahme von einer Vorlageflüssigkeit und kann Leckagen aufnehmen oder zum Pumpenraum sperren. Ein Dichtelement 13 verhindert ein Eindringen der Vorlageflüssigkeit in die Spalte der Zwischenwelle 2. Eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Laufradbefestigung ist in der Figur 2 dargestellt. Eine Antriebswelle 3 besitzt eine zentrische Gewindebohrung zur Aufnahme des Gewindestifts 4. Eine mit einer zentrischen Gewindebohrung versehene Zwischenwelle 2 sitzt zentrisch gepasst auf der Antriebswelle 3 und wird mit dieser reibschlüssig verschraubt. Die Laufradnabe 1 a besitzt eine zentrische Gewindebohrung und sitzt zentrisch gepasst auf der Zwischenwelle 2. Die reibschlüssige Verschraubung von Zwischenwelle 2 und Laufradnabe 1 a erfolgt über einen an der Zwischenwelle 2 befindlichen Gewindestumpf 9.
Um bei der Montage von Zwischenwelle 2 und Laufradnabe 1 a eine Doppelpassung auszuschließen, wird eine geeignete Werkstoffpaarung oder Beschichtung an den Passflächen gewählt. Dadurch wird eine eventuelle Fressneigung verhindert.
Ebenso wie im vorigen Ausführungsbeispiel wird die antriebsseitige Gleitringdichtung 6 zwischen den Bund 7 und dem Antriebsgehäuse 1 1 eingebracht.
Bezugszeichenliste Laufrad
a Laufradnabe
Zwischenwelle
Antriebswelle
Gewindestift
pumpenseitige Gleitringdichtung
antriebsseitige Gleitringdichtung
Bund
Bohrung
Gewindestumpf
0 Pumpengehäuse
1 Antriebsgehäuse
2 Zwischengehäuse
3 Dichtelement

Claims

Patentansprüche
1 . Laufradbefestigung, insbesondere bei der Verbindung einer Antriebswelle und einer Laufradnabe eines Kreiselpumpenaggregates, wobei an einem Antriebswellenende eine Passfläche und mindestens eine Anlagefläche ausgebildet ist, wobei das Antriebswellenende mit einer Mittelbohrung mit Innengewinde versehen ist, wobei an der Laufradnabe eine Passfläche und mindestens eine Anlagefläche ausgebildet ist, wobei die Laufradnabe mit einer Mittelbohrung mit Innengewinde versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Antriebswelle (3) und der Laufradnabe (1 a) eine Zwischenwelle (2) zur Verbindung der Laufradnabe (1 a) mit der Antriebswelle (3) vorgesehen ist, wobei an den Enden der Zwischenwelle (2) jeweils eine Passfläche und mindestens eine Anlagefläche ausgebildet ist, wobei Mittel zur Verbindung der Zwischenwelle (2) mit der Antriebswelle (3) und der Laufradnabe (1 a) vorgesehen sind, wobei auf der Zwischenwelle (2) eine Dichtung angeordnet ist.
2. Laufradbefestigung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung eine antriebseitige Gleitringdichtung (6) ist.
3. Laufradbefestigung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Zwischenwelle (2) ein Bund (7) vorgesehen ist, der ein Verrutschen der an- triebseitigen Gleitringdichtung (6) verhindert.
4. Laufradbefestigung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenwelle (2) über eine durchgängige Bohrung (8) verfügt.
5. Laufradbefestigung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die durchgängige Bohrung (8) ein Gewinde enthält, wobei die Zwischenwelle (2) mit der Laufradnabe (1 a) und der Antriebswelle (3) durch einen Gewindestift (4) befestigt ist.
6. Laufradbefestigung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenwelle (2) an einem ersten Ende über eine Bohrung (8), insbesondere eine Sackbohrung, und an einem zweiten Ende über einen Gewindestumpf (9) verfügt.
7. Laufradbefestigung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Zwischenwelle (2) und der Laufradnabe (1 a) ein Dichtelement (13) vorgesehen ist.
8. Baukasten für Laufradbefestigungen nach einem der vorgenannten Ansprüche, umfassend verschiedene Zwischenwellen (2), dadurch gekennzeichnet, dass unterschiedliche antriebsseitige und pumpenseitige Anschlüsse an der Zwischenwelle (2) vorgesehen sind.
9. Zwischengehäuse (1 1 ) zur Aufnahme einer Laufradbefestigung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es antriebsseitig mit dem Antriebsgehäuse (12) und pumpenseitig mit dem Pumpengehäuse (10) druckdicht verbindbar ist und einen zwischen dem Pumpengehäuse (10) und dem Antriebsgehäuse (12) liegenden Raum umschließt.
10. Zwischengehäuse (1 1 ) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass in dem umschlossenen Raum eine Kühlung vorgesehen ist. Zwischengehäuse (1 1 ) nach Anspruch 9 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der umschlossene Raum mit einer Vorlageflüssigkeit gefüllt ist.
EP11708293A 2010-03-17 2011-03-16 Laufradbefestigung Withdrawn EP2547912A1 (de)

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