EP2818722A1 - Kreiselpumpe - Google Patents
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- EP2818722A1 EP2818722A1 EP13173440.2A EP13173440A EP2818722A1 EP 2818722 A1 EP2818722 A1 EP 2818722A1 EP 13173440 A EP13173440 A EP 13173440A EP 2818722 A1 EP2818722 A1 EP 2818722A1
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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
- F04D1/00—Radial-flow pumps, e.g. centrifugal pumps; Helico-centrifugal pumps
- F04D1/06—Multi-stage pumps
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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
- F04D17/00—Radial-flow pumps, e.g. centrifugal pumps; Helico-centrifugal pumps
- F04D17/08—Centrifugal pumps
- F04D17/10—Centrifugal pumps for compressing or evacuating
- F04D17/12—Multi-stage pumps
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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
- F04D29/40—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
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- F04D29/60—Mounting; Assembling; Disassembling
- F04D29/62—Mounting; Assembling; Disassembling of radial or helico-centrifugal pumps
- F04D29/628—Mounting; Assembling; Disassembling of radial or helico-centrifugal pumps especially adapted for liquid pumps
Definitions
- the invention relates to a centrifugal pump with several pump stages.
- multi-stage centrifugal pumps are known in which a plurality of pump stages, each consisting of a pump impeller and a surrounding spiral housing, are arranged between a head part and a foot part, wherein the wheels are arranged on a common shaft.
- head part and foot part, including the pump stages are connected to one another via external tie rods in the form of screws.
- Such a centrifugal pump typically has four screws, which extend on the outside along the pump stages.
- the spiral housings in the region of the pump stages form the outer jacket or those in which a liquid return takes place within the housing, typically to the foot part, which have an outer jacket which forms an annular channel between the outer sides of the spiral housing and the outer jacket, via which the delivery fluid flows from the head section to the foot section or possibly also vice versa.
- Both versions have in common that the screws, with which the head and foot part are clamped, including the pump stages or, where appropriate, the surrounding outer sheath, abut in the region of the head and foot, but have a certain distance in the pump stages.
- the latter causes the temperature of the screws of the pumped liquid and thus also that of the volute casing or the outer shell can deviate not insignificant, which leads to thermal stresses within the centrifugal pump. Such thermal stresses can lead to premature wear or failure of the pump.
- the invention has the object, a multi-stage centrifugal pump in such a way that on the one hand thermal stresses within the pump avoided, or at least reduced and on the other hand, the variety of components in the construction of series with different number of stages is reduced.
- the centrifugal pump according to the invention has a plurality of pump stages, which are arranged axially between a head part and a foot part. It also has an outer sheath surrounding the pump stages circumferentially. According to the invention, an axial end of the outer shell on the head part and the other axial end of the foot part of Centrifugal pump attached, wherein the mechanical connection between the headboard and footboard is formed by the outer shell.
- the basic idea of the solution according to the invention is therefore to use the outer casing, which is generally present anyway, for clamping the pump stages between the head part and the foot part.
- the outer jacket thus forms the mechanical connection between the headboard and footboard.
- the axial ends of the outer shell are therefore fixed according to the invention, but preferably releasably attached to the foot and the headboard indirectly or directly. In this way, the otherwise required tie rods can be omitted.
- the outer jacket is, if this forms the annular return channel within the centrifugal pump, always acted upon by the temperature level of the pumped liquid, so that thermal stresses are largely avoided, since the outer jacket and pump stages and head and foot part always have the same temperature level.
- the outer shell is expediently at the pump stages, d. H. formed on the outside of the spiral housing fitting to produce if possible, a thermally conductive connection to this.
- the outer jacket may have a cylindrical shape and be clamped radially in the head and foot part or be firmly connected to the head or foot part via essentially radially arranged screws. These screws can for example be guided by corresponding holes which are arranged distributed over the circumference of the outer shell at its end, and fixed in the head or foot part.
- the outer sheath by incorporation of at least one ring form-fitting manner with the foot part and / or the Headboard is connected.
- the advantage of such a connection in which the positive connection is formed by a typically open ring incorporated between the components, is that the components are quite easy to assemble, since they are tolerated without the ring diameter that they are plugged into each other. Only by interposing this ring, the actual positive connection occurs. It is particularly advantageous that the forces over almost the entire circumference are introduced uniformly from the foot part or head part to the outer shell or vice versa by the ring.
- the integrated between the components ring is advantageously not designed as a closed ring but as an open ring, so that it can be mounted by slightly expanding also on components that are larger than the inner diameter of the ring or can be incorporated into components that smaller than the outer diameter of the ring are when it is compressed accordingly.
- a multi-part ring can be used, which may be advantageous in terms of assembly.
- the tubular outer jacket is formed of sheet metal.
- This is formed radially widened at its axial ends, as this an equally simple and effective attachment is possible, on the other hand, the assembly is very simple when z. B. results in a funnel-shaped receptacle, which allows easy mounting on the outer circumference of the pump stages.
- the expansion can take place radially outward or radially inward or in both directions, advantageously by plastic Shaping, such as rolling, deep drawing, upsetting, flanging or the like.
- the attachment of the outer shell in the head part or in the foot part is particularly advantageous if at least partially circumferential radially inwardly directed projection is provided on the foot part and / or on the head part.
- This projection is expediently designed so that the axial, optionally flared, end of the outer shell is still just passed and only after integration of the ring of the desired fit, in particular in the axial direction occurs.
- Such a projection can, if the head part or the foot part are made of cast iron, be provided directly.
- it is also conceivable to form the projection by a separate, single or multi-part, annular component which is fixed to the head or foot, is typically screwed.
- such a projection may be 360 ° circumferentially formed when it is formed by a flange which is screw-mounted on the head part or the foot part typically on an axial end face.
- Such a flange may be formed in one piece, but also in several parts. In the latter case, it is advantageous if the individual flange parts are identical, z. B. by two identical flange halves.
- the ring which produces the positive connection between the head part and outer shell or foot part and outer shell, be formed in several parts. Then it is appropriate to divide the ring so that all parts are identical, z. B. to provide two identical ring halves.
- the outer shell advantageously at least one end of a circumferential and radially outwardly open groove, which serves for the integration of the ring, with which the positive connection between the outer shell and headboard or outer shell and footboard is made.
- a groove may be formed by a molding in this area.
- head and foot also advantageously have a circumferential, but radially inwardly open groove for receiving the ring, which is advantageously arranged so that it is opposite in the installed position of the groove at the end of the outer shell or from the outer shell to the headboard or footboard seen in front of the radially expanded end of the outer shell is arranged.
- This arrangement ensures that the ring to be incorporated therein holds the flared end of the outer shell in a form-fitting manner within the head part or foot part.
- a groove is formed either in a casting from the outset, which is inexpensive, or possibly also made by machining.
- such a groove can also be formed by screwing a flange to an axial side of the head or foot part.
- radially displacing the ring are provided on the head part and / or on the foot part. By such means it is possible to move the already incorporated between the components ring from a non-locking to a locking position or vice versa.
- radial displacement in the sense of the invention not only a spatial displacement of the ring or ring parts to understand, but in particular a change in the diameter of the ring by upsetting or widening. The latter requires, however, that the ring is at least open or multi-part design.
- Such means for shifting can be formed, for example, by threaded head screws, preferably radially arranged on the head part and / or on the foot part, which are accessible from the outside and in each case in a threaded bore are guided, which opens into the groove open inwardly.
- a ring inserted in the inwardly open groove can be displaced or compressed radially inwards in order to engage in the opposite groove of the outer jacket or to protrude at least so far against the outer jacket that the widening behind it is held in a form-fitting manner is.
- the ring is designed as an open spring ring, then disassembly can be done by unscrewing these screws, since the ring then springs back automatically to its original position.
- an open spring ring is provided as a ring for positive connection between the head and outer shell or between the foot and outer shell, then the ring diameter can be changed only by the fact that the distance between the ring ends is adjusted. It can therefore be advantageously provided means for adjusting this distance on the headboard and / or footboard to make the positive connection with a few simple steps and optionally also to solve again.
- an auxiliary ring is provided, with which the ring can be converted into its locking position, wherein means for moving the auxiliary ring are provided on or in the foot part or headboard.
- the arrangement of such an auxiliary ring has the advantage that the actual ring, which is provided for attachment between the head and outer shell or foot and outer sheath is not punctually loaded by screws or similar body, but only this auxiliary ring, which, however, hardly forces must record.
- the auxiliary ring thus serves exclusively to bring the ring into its locking or unlocking position and to hold it there.
- interlocking means are provided at the axial end of the outer jacket, which hold the outer jacket against rotation on the foot part or on the head part.
- Such positive locking means can be provided by a tongue and groove arrangement in the region of the widened part on the outer circumference of the outer jacket and on the corresponding inner side of the corresponding receptacle of the head part or foot part.
- axially parallel recesses can be distributed over the circumference, which engage in corresponding projections in the associated receptacle from the head part or foot part.
- centrifugal pump 1 is a multi-stage inline pump.
- the centrifugal pump 1 is intended for upright operation and it has a foot part 2, to which an outer jacket 3 connects at the top, whose upper end is received by a head part 4, which also forms a motor chair for the electric drive motor 5 arranged above.
- the construction of in Fig. 1 The pump shown corresponds to the basic structure of such vertical multi-stage high-pressure centrifugal pumps of inline design, as they are manufactured and offered for example by the company Grundfos under the type designation CR or CRE.
- the cast foot part 2 has an integrally formed therewith lower plate 6, which forms the actual foot of the centrifugal pump 1 and with which the centrifugal pump 1 rests on the ground and can be screwed via holes located in the plate 6 with the bottom.
- the foot part 2 has, moreover, the shape of a cylindrical tube 7 with a vertical axis, which faces away from its opposite two oppositely disposed connecting flanges 8 and 9, one of which forms the suction port and the other the pressure port of the pump 1. Via the suction connection, the liquid to be delivered passes into the foot part 2 and from there successively into the vertically adjoining pump stages, each consisting of a spiral housing and an impeller.
- the arrangement is such that the output of a lower volute casing is conductively connected to the input of the overlying pump stage and the output of the last, ie uppermost, pump stage is connected via an annular channel with the pressure port in the foot part 2.
- the annular channel is defined by the peripheral sides of the Fig. 1 invisible spiral housing on the one hand and the outer shell 3 cylindrical in this area on the other hand limited.
- the wheels of all pump stages sit on a common shaft, which is driven by the head part 4 of the centrifugal pump 1 arranged drive motor 5.
- the coaxial with the axis of rotation and shaft of the centrifugal pump arranged outer jacket 3 has the shape of a cylindrical tube, but is for attachment in the head part 4 and in the foot part of the second formed widened at the axial ends.
- the variants described below, in each of which the axial upper end of the foot part and the lower end of the outer shell 3 engaging therewith are shown, can be used in the same way for the connection between the head part and outer shell.
- the same types of connections and components are selected for both connections.
- this is not absolutely necessary, it may optionally be different compounds, as exemplified in Fig. 1 is shown, where the connection between the foot part and outer shell of the basis of FIGS. 9 to 11 described, whereas the connection between the headboard and outer shell of the basis of FIGS. 12 to 13 corresponds described.
- the axial end of the outer shell 3 is expanded radially outward.
- the outer shell 3 formed from sheet metal is compressed there to a circumferential bead 10.
- the tubular part 7 of the foot part 2 is stepped cylindrical to its axial upper end. It has an inner part 11 which limits the circumferential axial surface 12 inwards.
- holes 13 are arranged distributed, which serve to receive fastening screws 14, which serve to define a flange 15 having an annular cylindrical shape with an inwardly radially projecting bead 16.
- Fig. 5 serves the superior inner part 11 for guiding the axial end of the outer shell 3 on the inside.
- a ring 18 is provided.
- This ring 18 is, as in particular from Fig. 3 seen, open, so that after the flange 15 has been pushed over the end of the outer shell 3, it is so far increased in diameter by bending resiliently that it can be pushed over the bead 10. This ring 18 then springs back and frictionally engages the cylindrical part of the outer shell 3 on the outside.
- the flange 15 is fastened by means of the screws 14 in the holes 13 and thus on the foot 2
- this ring 18 is pushed between the beads 10 and 16, as it is in Fig. 5 is shown.
- the beads 10 and 16 have for this purpose corresponding inclined surfaces, so that the ring 18 create a force fit between these beads can.
- This ring 18 now forms a positive connection between the flange 15 and the flared end of the outer shell 3 and thus defines this form-fitting and non-positive in the foot part 2.
- the axial end of the outer shell 3 is widened radially inwardly and there has a circumferential bead 19 which rests against the inner part 11 under inclusion of a sealing this component O-ring 17.
- the outer casing 3 is cylindrical on its outer side to the end, but has a circumferential in cross-section semicircular groove 20 which is provided for the integration of the ring 18, the positive connection between the end of the outer shell 3 and the foot part 2 with the flange 21st forms, which also has a radially inwardly projecting and encircling bead 22 which, however, in contrast to the bead 16 extends directly to the outside of the outer shell 3.
- Outer casing side of the ring 18 is positively fixed in the groove 20, flange side by the bead 22nd
- the outer shell 3 is formed widened at its axial end 23, but not compressed, as in the embodiments described above.
- the outer casing 3 therefore also has essentially the same material thickness in the widened region 23 as in the remaining region.
- This flared end 23 of the outer sheath 3 is located in a circumferential groove 24 in the axial surface 12.
- the seal between the outer shell 3 and the foot also takes place here by an O-ring 17, which lies in a circumferential groove on the outer circumference of the inner part 11 and which rests against the inside of the outer shell 3.
- a flange 25 is fastened by means of screws 14 in holes 13 under inclusion of the ring 18 and thus defines the outer shell 3 in the foot part 2.
- the flange 25 here has an outwardly sloping shape. On the inside, it has a bead 26, with which it holds the ring 18 positively but also non-positively.
- the assembly of the compound takes the form that first the respective flange is pushed over the axial end of the outer shell, after which the ring 18 is pushed onto this end and the axial end is brought into its intended position in the foot part 2. Then, the flange is fastened by means of the screws 14 in the holes 13, after which the connection is positive and non-positively fixed. The release takes place in reverse order.
- an existing also made of spring steel ring 27 which has a rectangular cross-section and whose ends are bent radially outwards. It is therefore also an open ring, the ends 28 for better force introduction radially outward are bent.
- the axial end of the outer shell 3 is also widened, but only radially outward. It is therefore formed at the end of the outer shell 3 a rectangular in cross-section and radially outwardly projecting bead 29.
- the upper axial end of the foot part 2 has an inner part 11 which supports the outer casing 3 on the inside.
- the inner part 11 protrudes a cylindrical outer part 31, which has an inner circumferential rectangular groove 32 which is open radially inwardly and whose shape corresponds to the cross-sectional shape of the ring 27.
- the cylindrical outer part 31 has on one side a projecting flattened portion 33, in which two approximately tangentially arranged threaded holes 34 are mounted, in which screws 35 sit, the ends of which impinge in a free space 36 formed there on the ends 28 of the ring 27, and Although the way that when screwing the screws 35 in the foot part 2, the ends 28 are moved towards each other, whereas during the removal of these drift apart by spring force of the ring 28.
- the ring 27 is in Fig. 10 shown in three different positions, a position A, in which the ring 27 has its smallest diameter and the ends 28 are close to each other, a position B, in which the ring 27 has its largest diameter and thus the ends 28 have the greatest distance from each other and a position C between the positions A and B.
- the ring 27 In the position A, the ring 27 is maximally tensioned, almost relaxed in the position B.
- the ring 27 is first inserted from above into the open-topped annular opening between the inner part 11 and the cylindrical outer part 31, up to the level of the groove 32. In this position A, the ring 27 is held by one of the ends 28 grasping and holding in this position tool or a dedicated mounting bracket. Once the ring 27 is in the region of the groove 32, the mounting bracket is removed so that the ring 27 springs back into its position B with not yet screwed set screws 35, in which the ring 27 is completely within the groove 32 and the ends 28 are arranged in the free space 36. Then, the flared end of the outer shell 3 is also introduced with its bead 29 from above into the foot part 2 until the end face comes into contact with the contact surface 30. Then the results in Fig.
- the screws 35 are screwed to the predetermined position in which the ring 27 occupies the position C, that is located with one part within the groove 32 and with another part within the open space upwards is located and thus blocked the bead 29 at the end of the outer shell 3 against retraction from the gap upwards.
- FIGS. 12 and 13 illustrated embodiment differs from the above by the fact that a ring 38 is provided, which has the same rectangular cross-section as the ring 27, but is not bent radially at its ends, but is designed as an open spring ring. Moreover, the cylindrical outer part 31 does not have the flattened part 33 with the adjusting screws 35, but a plurality of radial threaded holes 39 which pass through the cylindrical outer part 31 and open at the bottom of the groove 32.
- the flared end 42 of the outer shell 3 is expanded radially inwardly, thereby forming a part-circular cross-section groove 43 for the integration of a ring 46 round cross-section.
- the ring 46 is a partially open spring ring and similar to that described above.
- the axially upper end of the foot part 2 here has a circumferential and upwardly open groove 44, which is provided for receiving the free end of the outer shell 3.
- a one-sided superior cylindrical outer part 45 is provided, which has a lower circumferential groove with an O-ring 17 for sealing, here on the outside of the outer shell 3.
- the cylindrical outer part 45 has a radially inwardly directed groove 47, which is arranged in the installed position of the groove 43 opposite. Furthermore, the cylindrical outer part 45 in its upper side a plurality of threaded holes 48, in which threaded screws 49 sit, which are arranged axially parallel to the impeller axis are. These threaded holes 48 open at the groove bottom of a within the radial groove 47 upwardly extending groove 50 which is provided for receiving an auxiliary ring 51.
- the ring 46 is dimensioned in this embodiment, that it rests due to its residual stress in the expanded position within the radial groove 47, as described with reference to Fig. 17 is shown.
- the axial end of the outer shell 3 can be inserted into the foot part 2 until the end comes into abutment in the groove 44.
- the screws 49 are screwed, whereby the auxiliary ring 51, which displaces due to its smaller diameter relative to the ring 46, this radially inward, so that this in Fig. 16 illustrated locking position occupies, in which the ring 46 is disposed to one half in the groove 43 in the flared end 42 of the outer shell 3 and the other in the radial groove 47 of the cylindrical outer part 45.
- the auxiliary ring 51 is arranged directly next to it, so that the ring 46 is held positively in this position.
- the screws 49 are first to be solved.
- circumferentially elongated holes 52 are provided in the cylindrical outer part 45, which open at the bottom of the radial groove 47.
- an auxiliary instrument such as a screwdriver can be introduced from the outside, with which the auxiliary ring 51 can be levered upwards, after which the ring 46 springs up and releases the positive connection with the widened end 42.
- the outer shell side corresponds to the above, but is formed differently on the contemplatteil profession.
- a footprint 53 is provided, which is about half the width of the hollow cylindrical Component 7 extends. From this upwardly extends a cylindrical outer part 54, which has a groove 43 in the installed position opposite radially inwardly open groove 55, and a subsequent thereto subsequent circumferential and groove 55 toward the open groove 56.
- vertical holes 57 are provided which open into the radial groove 55 and aligned with the groove 56.
- auxiliary ring 58 In the upwardly open groove 56 a cross-sectionally oval auxiliary ring 58 is inserted, after which the ring 46 is moved into the radial groove 55, in which it rests widened by residual stress. In this position, the flared end 42 of the outer shell 3 is inserted into the foot part 2 until it rests on the contact surface 53. Then the results in Fig. 21 shown position.
- auxiliary instrument 60 For locking the auxiliary ring 58 is now levered by means of an auxiliary instrument 60 by radially provided in the cylindrical outer part 54 slots 59 upwards. Since the auxiliary ring 58 has a smaller diameter than the ring 46 in the upper region, it displaces it inwards.
- the ring 46 has been brought outwardly supporting position in which the ring 46, the components 2 and 3 locked to each other, are inserted into the slots 59 from the outside plugs 61 which remain non-positively in these slots and their ends the auxiliary ring 58th supported at the bottom and thus secure against displacement in the ring 46 releasing position.
- the plugs 61 are removed by inserting a corresponding tool from the oblong holes 59. Then, with a mandrel through the holes 57 of the auxiliary ring 58 pressed down to the ring 46 again in Fig. 21 shown unlocking position occupies, in which the outer shell 3 can be removed from the foot part 2.
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft eine Kreiselpumpe mit mehreren Pumpenstufen.
- Es sind mehrstufige Kreiselpumpen bekannt, bei denen zwischen einem Kopfteil und einem Fußteil mehrere Pumpenstufen, jeweils bestehend aus einem Pumpenlaufrad und einem dieses umgebenden Spiralgehäuses, angeordnet sind, wobei die Laufräder auf einer gemeinsamen Welle angeordnet sind. Dabei sind Kopfteil und Fußteil unter Einschluss der Pumpenstufen über außenliegende Zuganker in Form von Schrauben miteinander verbunden.
- Eine solche Kreiselpumpe weist typischerweise vier Schrauben auf, welche außenseitig entlang der Pumpenstufen verlaufen. Dabei sind Ausführungen bekannt, bei denen die Spiralgehäuse im Bereich der Pumpenstufen den Außenmantel bilden oder solche, bei denen eine Flüssigkeitsrückführung innerhalb des Gehäuses, typischerweise zum Fußteil erfolgt, die einen Außenmantel aufweisen, der einen Ringkanal zwischen der Außenseiten der Spiralgehäuse und dem Außenmantel bildet, über den die Förderflüssigkeit vom Kopfteil zum Fußteil oder gegebenenfalls auch umgekehrt strömt.
- Beiden Ausführungen gemeinsam ist, dass die Schrauben, mit denen Kopf- und Fußteil unter Einschluss der Pumpenstufen bzw. gegebenenfalls des diese umgebenden Außenmantels eingespannt sind, im Bereich von Kopf- und Fußteil anliegen, im Bereich der Pumpenstufen jedoch einen gewissen Abstand aufweisen. Letzteres führt dazu, dass die Temperatur der Schrauben von der der Förderflüssigkeit und damit auch der der Spiralgehäuse bzw. des Außenmantels nicht unerheblich abweichen kann, was zu thermischen Spannungen innerhalb der Kreiselpumpe führt. Solche thermischen Spannungen können zu vorzeitigem Verschleiß oder Ausfall der Pumpe führen.
- Weiterhin nachteilig bei dieser Bauart ist, dass abhängig von der Anzahl der Pumpenstufen nicht nur Welle und gegebenenfalls Außenmantel in unterschiedlichen Längen bereitgestellt werden müssen, sondern dass auch die Kopf- und Fußteil verbindenden Schrauben in unterschiedlicher Länge zur Verfügung stehen müssen, um je nach Anzahl der Pumpenstufen Kopf- und Fußteil unter Einschluss der Pumpenstufen miteinander zu verbinden.
- Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine mehrstufige Kreiselpumpe so auszubilden, dass einerseits thermische Spannungen innerhalb der Pumpe vermieden, zumindest aber vermindert werden und andererseits die Bauteilvielfalt beim Aufbau von Baureihen mit unterschiedlicher Stufenzahl vermindert wird.
- Diese Aufgabe wird durch eine Kreiselpumpe mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung. Dabei können gemäß der Erfindung die in den Unteransprüchen und der Beschreibung angegebenen Merkmale jeweils für sich aber auch in geeigneter Kombination die erfindungsgemäße Lösung gemäß Anspruch 1 weiter ausgestalten.
- Die erfindungsgemäße Kreiselpumpe weist mehrere Pumpenstufen auf, die axial zwischen einem Kopfteil und einem Fußteil angeordnet sind. Sie weist darüber hinaus einen Außenmantel auf, der die Pumpenstufen umfänglich umgibt. Gemäß der Erfindung ist ein axiales Ende des Außenmantels am Kopfteil und das andere axiale Ende am Fußteil der Kreiselpumpe befestigt, wobei die mechanische Verbindung zwischen Kopfteil und Fußteil durch den Außenmantel gebildet ist.
- Grundgedanke der erfindungsgemäßen Lösung ist es somit, den in der Regel ohnehin vorhandenen Außenmantel zum Einspannen der Pumpenstufen zwischen Kopfteil und Fußteil zu nutzen. Der Außenmantel bildet also die mechanische Verbindung zwischen Kopfteil und Fußteil. Die axialen Enden des Außenmantels sind daher gemäß der Erfindung fest, vorzugsweise jedoch lösbar am Fußteil und am Kopfteil mittelbar oder unmittelbar befestigt. Auf diese Weise können die sonst erforderlichen Zuganker entfallen. Der Außenmantel ist, wenn dieser den ringförmigen Rückführkanal innerhalb der Kreiselpumpe bildet, stets mit dem Temperaturniveau der Förderflüssigkeit beaufschlagt, sodass Wärmespannungen weitestgehend vermieden werden, da Außenmantel und Pumpenstufen sowie Kopf- und Fußteil stets das gleiche Temperaturniveau aufweisen. Bei Ausführungen, die den Außenmantel nur zu Befestigungszwecken aufweisen, bei denen also kein Ringkanal gebildet wird, wird der Außenmantel zweckmäßigerweise an den Pumpenstufen, d. h. an der Außenseite der Spiralgehäuse anliegend ausgebildet, um nach Möglichkeit eine wärmeleitende Verbindung zu diesen herzustellen.
- Dabei kann in einfachster Form der Außenmantel eine zylindrische Form haben und im Kopf- und Fußteil radial eingespannt sein oder über im Wesentlichen radial angeordnete Schrauben mit dem Kopf- bzw. Fußteil fest verbunden sein. Diese Schrauben können beispielsweise durch entsprechende Bohrungen, die über den Umfang des Außenmantels an seinem Ende verteilt angeordnet sind, geführt und im Kopf bzw. Fußteil festgelegt sein.
- Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Außenmantel durch Eingliederung mindestens eines Ringes formschlüssig mit dem Fußteil und/oder dem Kopfteil verbunden ist. Der Vorteil einer solchen Verbindung, bei der der Formschluss durch einen zwischen den Bauteilen eingegliederten typischerweise offenen Ring gebildet ist, liegt darin, dass die Bauteile recht einfach zu montieren sind, da sie ohne den Ring durchmessermäßig so toleriert sind, dass sie ineinander steckbar sind. Erst durch Zwischenschalten dieses Ringes erfolgt die eigentliche Formschlussverbindung. Dabei ist es von besonderem Vorteil, dass durch den Ring die Kräfte über nahezu den gesamten Umfang gleichmäßig vom Fußteil bzw. Kopfteil zum Außenmantel bzw. umgekehrt eingeleitet werden. Dadurch dass die Bauteile über nahezu den gesamten Umfang aneinander anliegen, erfolgt zumindest dann, wenn diese, was in der Regel der Fall sein dürfte, aus Metall sind, eine sehr gute Wärmeübertragung zwischen den Bauteilen, sodass von einem gleichmäßigen Temperaturniveau innerhalb der Kreiselpumpe ausgegangen werden kann. Der zwischen den Bauteilen eingegliederte Ring ist vorteilhaft nicht als geschlossener Ring sondern als offener Ring ausgebildet, sodass er durch leichtes Aufweiten auch über Bauteile montiert werden kann, die größer als der Innendurchmesser des Ringes sind bzw. auch in Bauteile eingegliedert werde kann, die kleiner als der Außendurchmesser des Ringes sind, wenn dieser entsprechend zusammengedrückt wird. Anstelle des einteiligen Ringes kann auch ein mehrteiliger Ring Verwendung finden, was hinsichtlich der Montage vorteilhaft sein kann.
- Vorzugsweise, jedoch nicht notwendigerweise, ist der rohrförmige Außenmantel aus Blech gebildet. Dieser ist an seinen axialen Enden radial aufgeweitet ausgebildet, da hierdurch eine gleichermaßen einfache wie wirkungsvolle Befestigung möglich ist, andererseits auch die Montage sehr einfach ist, wenn sich z. B. eine trichterförmige Aufnahme ergibt, die eine leichte Montage am Außenumfang der Pumpenstufen ermöglicht. Die Aufweitung kann dabei radial nach außen oder radial nach innen oder in beide Richtungen erfolgen, vorteilhaft durch plastische Formgebung, wie Rollen, Tiefziehen, Stauchen, Bördeln oder dergleichen.
- Die Befestigung des Außenmantels im Kopfteil bzw. im Fußteil erfolgt besonders vorteilhaft, wenn am Fußteil und/oder am Kopfteil ein zumindest abschnittsweise umlaufender radial nach innen gerichteter Vorsprung vorgesehen ist. Dieser Vorsprung ist zweckmäßigerweise so gestaltet, dass das axiale, gegebenenfalls aufgeweitete, Ende des Außenmantels noch gerade hindurchführbar ist und erst nach Eingliederung des Ringes der gewünschte Formschluss, insbesondere in axialer Richtung, erfolgt. Ein solcher Vorsprung kann, wenn das Kopfteil bzw. das Fußteil aus Guss gefertigt sind, unmittelbar vorgesehen sein. Es ist jedoch auch denkbar, den Vorsprung durch ein gesondertes, ein- oder mehrteiliges, ringförmiges Bauteil zu bilden, welches am Kopf- bzw. Fußteil festgelegt wird, typischerweise schraubbefestigt wird. So kann ein solcher Vorsprung um 360° umlaufend gebildet sein, wenn er durch einen Flansch gebildet ist, der am Kopfteil oder am Fußteil typischerweise an einer axialen Stirnseite schraubbefestigt ist.
- Ein solcher Flansch kann einteilig gebildet sein, jedoch auch mehrteilig. In letzterem Falle ist es vorteilhaft, wenn die einzelnen Flanschteile identisch ausgebildet sind, z. B. durch zwei identische Flanschhälften.
- Vorteilhaft kann auch der Ring, der den Formschluss zwischen Kopfteil und Außenmantel bzw. Fußteil und Außenmantel herstellt, mehrteilig ausgebildet sein. Dann ist es zweckmäßig, den Ring so zu teilen, dass alle Teile identisch ausgebildet sind, z. B. zwei identische Ringhälften vorzusehen.
- Neben etwaigen Nuten zur Eingliederung von O-Ringen zwischen Außenmantel und Kopfteil bzw. Außenmantel und Fußteil weist der Außenmantel vorteilhaft an mindestens einem Ende eine umlaufende und radial nach außen offene Nut auf, welche zur Eingliederung des Ringes dient, mit welchem der Formschluss zwischen Außenmantel und Kopfteil bzw. Außenmantel und Fußteil hergestellt wird. Wenn der Außenmantel aus Blech gebildet ist, kann eine solche Nut durch eine Einformung in diesem Bereich gebildet sein.
- Darüber hinaus weisen Kopf- bzw. Fußteil vorteilhaft ebenfalls eine umlaufende, jedoch radial nach innen offene Nut zur Aufnahme des Ringes auf, welche vorteilhaft so angeordnet ist, dass sie in Einbaulage der Nut am Ende des Außenmantels gegenüberliegt oder vom Außenmantel zum Kopfteil bzw. Fußteil hin gesehen vor dem radial aufgeweiteten Ende des Außenmantels angeordnet ist. Diese Anordnung stellt sicher, dass der darin einzugliedernde Ring das aufgeweitete Ende des Außenmantels formschlüssig innerhalb des Kopfteils bzw. Fußteils hält. Eine solche Nut ist entweder bei einem Gussteil von vornherein eingeformt, was kostengünstig ist, oder aber gegebenenfalls auch spanend hergestellt. Schließlich kann eine solche Nut auch durch Schraubbefestigen eines Flansches an einer Axialseite vom Kopf- bzw. Fußteil gebildet werden. Besonders vorteilhaft ist es, wenn am Kopfteil und/oder am Fußteil Mittel zum radialen Verschieben des Ringes vorgesehen sind. Mit solchen Mitteln ist es möglich, den bereits zwischen den Bauteilen eingegliederten Ring von einer nicht verriegelnden in eine verriegelnde Stellung zu bewegen oder umgekehrt. Dabei ist unter radialem Verschieben im Sinne der Erfindung nicht nur ein räumliches Verschieben des Ringes bzw. von Ringteilen zu verstehen, sondern insbesondere auch eine Veränderung des Durchmessers des Ringes durch Stauchen oder Aufweiten. Letzteres setzt allerdings voraus, dass der Ring zumindest offen oder mehrteilig ausgebildet ist.
- Solche Mittel zum Verschieben können beispielsweise durch am Kopfteil- und/oder am Fußteil vorzugsweise radial angeordnete Gewindeschrauben gebildet sein, die von außen zugänglich sind und jeweils in einer Gewindebohrung geführt sind, die in der nach innen offenen Nut mündet. Mit solchen vergleichsweise einfachen Stellschrauben kann ein in die nach innen offene Nut eingegliederter Ring radial nach innen verschoben bzw. zusammengedrückt werden, um in die gegenüberliegende Nut des Außenmantels einzugreifen oder zumindest so weit an den Außenmantel heran zu ragen, dass die dahinter befindliche Aufweitung formschlüssig gehalten ist. Wenn, was vorteilhaft ist, der Ring als offener Federring ausgebildet ist, dann kann durch Herausdrehen dieser Gewindeschrauben eine Demontage erfolgen, da der Ring dann selbsttätig in seine Ausgangsstellung zurückfedert.
- Wenn, was vorteilhaft ist, ein offener Federring als Ring zur Formschlussverbindung zwischen Kopfteil und Außenmantel bzw. zwischen Fußteil und Außenmantel vorgesehen ist, dann kann der Ringdurchmesser allein dadurch verändert werden, dass der Abstand der Ringenden eingestellt wird. Es können also vorteilhaft Mittel zur Einstellung dieses Abstandes am Kopfteil und/oder Fußteil vorgesehen sein, um mit wenigen Handgriffen den Formschluss herzustellen und gegebenenfalls auch wieder zu lösen.
- Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist ein Hilfsring vorgesehen, mit welchem der Ring in seine verriegelnde Stellung überführbar ist, wobei Mittel zum Bewegen des Hilfsrings am oder im Fußteil bzw. Kopfteil vorgesehen sind. Die Anordnung eines solchen Hilfsrings hat den Vorteil, dass der eigentliche Ring, der zur Befestigung zwischen Kopfteil und Außenmantel bzw. Fußteil und Außenmantel vorgesehen ist, nicht punktuell durch Schrauben oder ähnliche Körper belastet wird, sondern lediglich dieser Hilfsring, der im Übrigen aber kaum Kräfte aufnehmen muss. Der Hilfsring dient also ausschließlich dazu, den Ring in seine verriegelnde bzw. entriegelnde Stellung zu bringen und dort zu halten.
- Vorzugsweise sind am axialen Ende des Außenmantels Formschlussmittel vorgesehen, welche den Außenmantel drehfest am Fußteil bzw. am Kopfteil halten. Solche Formschlussmittel können durch eine Nut-/Federanordnung im Bereich des aufgeweiteten Teils am Außenumfang des Außenmantels sowie an der korrespondierenden Innenseite der entsprechenden Aufnahme von Kopfteil bzw. Fußteil vorgesehen sein. So können beispielsweise im aufgeweiteten Teil des Außenmantels achsparallele Ausnehmungen über den Umfang verteilt angeordnet sein, die in entsprechende Vorsprünge in der zugehörigen Aufnahme vom Kopfteil bzw. Fußteil eingreifen. Diese Bauteile sorgen für eine drehfeste Verbindung zwischen Kopfteil und Außenmantel bzw. Fußteil und Außenmantel.
- Die Erfindung ist nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
- Fig. 1
- in stark vereinfachter perspektivischer Darstellung eine Ansicht eines erfindungsgemäßen Kreiselpumpenaggregates mit unterschiedlichen Befestigungen von Kopfteil und Fußteil,
- Fig. 2
- in perspektivischer Darstellung eine Ausführung der Befestigung eines axialen Außenmantelendes am Fußteil,
- Fig. 3
- die Verbindung der
Fig. 2 in Explosionsdarstellung, - Fig. 4
- einen Längsschnitt durch die Verbindung nach
Fig. 2 , - Fig. 5
- in stark vergrößerter Darstellung die Einzelheit V in
Fig. 4 , - Fig. 6
- eine alternative Befestigung in Darstellung nach
Fig. 5 , - Fig. 7
- eine weitere Ausführung in Darstellung nach
Fig. 5 - Fig. 8
- ein weiteres Ausführungsbeispiel in Darstellung nach
Fig. 2 , - Fig. 9
- die Ausführung nach
Fig. 8 in Explosionsdarstellung, - Fig. 10
- einen Querschnitt mit drei verschiedenen Stellungen des Ringes,
- Fig. 11
- die Verbindung gemäß
Fig. 10 in entriegelter Stellung in Darstellung entsprechendFig. 5 , - Fig. 12
- ein weiteres Ausführungsbeispiel in Explosionsdarstellung entsprechend
Fig. 3 , - Fig. 13
- die Verbindung im zusammengefügten Zustand in Darstellung entsprechend
Fig. 5 , - Fig. 14
- ein anderes Ausführungsbeispiel der Befestigung des Außenmantels im Fußteil in Darstellung entsprechend
Fig. 2 , - Fig. 15
- einen Längsschnitt der Ausführung gemäß
Fig. 14 in Darstellung entsprechendFig. 4 , - Fig. 16
- die Verbindung nach den
Figuren 14 - 15 in verriegelter Stellung in Darstellung entsprechendFig. 5 , - Fig. 17
- die Verbindung nach den
Figuren 14 - 15 in entriegelter Stellung in Darstellung entsprechendFig. 5 , - Fig. 18
- ein weiteres Ausführungsbeispiel in Explosionsdarstellung entsprechend
Fig. 3 , - Fig. 19
- die Verbindung gemäß
Fig. 18 in Darstellung nachFig. 5 mit eingeführtem Werkzeug, - Fig. 20
- die Verbindung nach
Fig. 18 in verriegelter Stellung in Darstellung entsprechendFig. 5 und - Fig. 21
- die Verbindung nach
Fig. 18 in entriegelter Stellung in Darstellung entsprechendFig. 5 . - Bei der dargestellten Kreiselpumpe 1 handelt es sich um eine mehrstufige Inlinepumpe. Die Kreiselpumpe 1 ist zum aufrechtstehenden Betrieb bestimmt und sie weist ein Fußteil 2 auf, an das nach oben hin ein Außenmantel 3 anschließt, dessen oberes Ende von einem Kopfteil 4 aufgenommen ist, welches zugleich einen Motorstuhl für den darüber angeordneten elektrischen Antriebsmotor 5 bildet. Der Aufbau der in
Fig. 1 dargestellten Pumpe entspricht dem grundsätzlichen Aufbau derartiger vertikaler mehrstufiger Hochdruckkreiselpumpen der Inlinebauweise, wie sie beispielsweise von der Firma Grundfos unter der Typbezeichnung CR oder CRE hergestellt und angeboten werden. - Das aus Guss bestehende Fußteil 2 weist eine einstückig mit diesem ausgebildete untere Platte 6 auf, die den eigentlichen Fuß der Kreiselpumpe 1 bildet und mit der die Kreiselpumpe 1 auf dem Boden aufsteht und über in der Platte 6 befindliche Bohrungen mit dem Boden schraubbefestigt werden kann. Das Fußteil 2 hat im Übrigen die Form eines zylindrischen Rohres 7 mit vertikaler Achse, das an seinem Außenumfang zwei abgewandt gegenüberliegend angeordnete Anschlussflansche 8 und 9 aufweist, von denen einer den Sauganschluss und der andere den Druckanschluss der Pumpe 1 bildet. Über den Sauganschluss gelangt die zu fördernde Flüssigkeit in das Fußteil 2 und von dort aufeinander folgend in die sich vertikal daran anschließenden Pumpenstufen, jeweils bestehend aus einem Spiralgehäuse und einem Laufrad. Dabei ist die Anordnung so, dass der Ausgang eines unteren Spiralgehäuses mit dem Eingang der darüber liegenden Pumpenstufe leitungsverbunden ist und der Ausgang der letzten, d. h. obersten, Pumpenstufe über einen Ringkanal mit dem Druckanschluss im Fußteil 2 verbunden ist. Der Ringkanal ist durch die Umfangsseiten der in
Fig. 1 nicht sichtbaren Spiralgehäuse einerseits und den in diesem Bereich zylindrischen Außenmantel 3 andererseits begrenzt. Die Laufräder sämtlicher Pumpenstufen sitzen auf einer gemeinsamen Welle, die von dem am Kopfteil 4 der Kreiselpumpe 1 angeordneten Antriebsmotor 5 angetrieben wird. - Auch wenn die vorliegende Erfindung anhand einer vertikalen mehrstufigen Kreiselpumpe beschrieben ist, so beschränkt sie sich jedoch nicht auf die vertikale Anordnung.
- Die mechanische Verbindung zwischen Kopfteil 4 und Fußteil 2 erfolgt bei der dargestellten Kreiselpumpe 1 über den Außenmantel 3. Der koaxial zur Drehachse und Welle der Kreiselpumpe angeordnete Außenmantel 3 hat die Form eines zylindrischen Rohres, ist jedoch zur Befestigung im Kopfteil 4 bzw. im Fußteil 2 an den axialen Enden aufgeweitet ausgebildet. Die im folgenden beschriebenen Varianten, bei denen jeweils das axiale obere Ende des Fußteils und das darein eingreifende untere Ende des Außenmantels 3 dargestellt sind, können in gleicher Weise für die Verbindung zwischen Kopfteil und Außenmantel verwendet werden. Vorteilhaft werden für beide Verbindungen gleiche Verbindungsarten und Bauteile gewählt. Dies ist jedoch nicht zwingend erforderlich, es können gegebenenfalls auch unterschiedliche Verbindungen erfolgen, wie dies beispielhaft in
Fig. 1 dargestellt ist, wo die Verbindung zwischen Fußteil und Außenmantel der anhand derFiguren 9 bis 11 beschriebenen entspricht, wohingegen die Verbindung zwischen Kopfteil und Außenmantel der anhand derFiguren 12 bis 13 beschriebenen entspricht. - Bei der anhand der
Figuren 3 bis 5 dargestellten Ausführungsform ist das axiale Ende des Außenmantels 3 radial nach außen aufgeweitet. Der aus Blech gebildete Außenmantel 3 ist dort zu einem umlaufenden Wulst 10 gestaucht. Der rohrförmige Teil 7 des Fußteils 2 ist zu seinem axialen oberen Ende abgestuft zylindrisch ausgebildet. Er weist einen Innenteil 11 auf, welcher die umlaufende axiale Fläche 12 nach innen hin begrenzt. Auf der ringförmigen Fläche 12 sind Bohrungen 13 verteilt angeordnet, die zur Aufnahme von Befestigungsschrauben 14 dienen, welche zur Festlegung eines Flansches 15 dienen, der eine ringförmige zylindrische Form mit einem nach innen radial vorspringenden Wulst 16 aufweist. Wie insbesondere inFig. 5 sichtbar ist, dient der überragende Innenteil 11 zur Führung des axialen Endes des Außenmantels 3 an der Innenseite. Dort ist auch eine umlaufende Nut für einen O-Ring 17 vorgesehen, mit welchem der Außenmantel 3 gegenüber dem Innenteil 11 und somit gegenüber dem Fußteil 2 abgedichtet ist. Der Außenumfang des Wulstes 10 am Ende des Außenmantels 3 ist geringfügig kleiner als der Innenumfang des Wulstes 16 am Flansch 15, sodass der Flansch 15 über das Ende des Außenmantels geschoben werden kann. - Um eine formschlüssige Verbindung zwischen diesen Bauteilen zu erreichen, ist ein Ring 18 vorgesehen. Dieser Ring 18 ist, wie insbesondere aus
Fig. 3 ersichtlich, offen, sodass er, nachdem der Flansch 15 über das Ende des Außenmantels 3 geschoben worden ist, durch Aufbiegen federnd in seinem Durchmesser so weit vergrößert wird, dass er über den Wulst 10 geschoben werden kann. Dieser Ring 18 federt dann zurück und liegt kraftschlüssig an dem zylindrischen Teil des Außenmantels 3 außen an. Wenn nun der Flansch 15 mittels der Schrauben 14 in den Bohrungen 13 und somit am Fuß 2 befestigt wird, wird dieser Ring 18 zwischen die Wülste 10 und 16 geschoben, so wie es inFig. 5 dargestellt ist. Die Wülste 10 und 16 weisen hierzu entsprechende Schrägflächen auf, damit sich der Ring 18 kraftschlüssig zwischen diesen Wülsten anlegen kann. Dieser Ring 18 bildet nun einen Formschluss zwischen dem Flansch 15 und dem aufgeweiteten Ende des Außenmantels 3 und legt diesen somit form- und kraftschlüssig im Fußteil 2 fest. - Es ist ersichtlich, dass hierdurch eine sehr gleichmäßige Krafteinleitung über den gesamten Umfang erfolgt. Auch liegen durch den Ring 18, der aus Federstahl gebildet ist, der metallische Flansch 15, der aus Blech geformte Außenmantel 3 und das aus Guss bestehende Fußteil 2 eng und wärmeleitend aneinander an, sodass diese im Betrieb stets etwa das gleiche Temperaturniveau haben.
- Das Lösen der Verbindung erfolgt in umgekehrter Richtung, d. h. nach Lösen der Schrauben 14 wird der Flansch 15 zunächst nach oben angehoben bis der Ring 18 zugänglich ist. Dieser wird dann aufgebogen, über den Wulst 10 am Ende des Außenmantels 3 geschoben, wonach der Außenmantel 3 aus dem Fußteil 2 nach oben abgezogen werden kann.
- Bei der anhand von
Fig. 6 dargestellten Ausführungsvariante ist das axiale Ende des Außenmantels 3 radial nach innen aufgeweitet und weist dort einen umlaufenden Wulst 19 auf, der am Innenteil 11 unter Eingliederung eines diese Bauteil abdichtenden O-Rings 17 anliegt. Der Außenmantel 3 ist an seiner Außenseite bis zum Ende zylindrisch ausgebildet, weist jedoch eine umlaufende im Querschnitt halbkreisförmige Nut 20 auf, welche zur Eingliederung des Rings 18 vorgesehen ist, der den Formschluss zwischen dem Ende des Außenmantels 3 und dem Fußteil 2 mit dem Flansch 21 bildet, der ebenfalls einen radial nach innen vorspringenden und umlaufenden Wulst 22 aufweist, der jedoch im Unterschied zum Wulst 16 bis unmittelbar an die Außenseite des Außenmantels 3 heranreicht. Außenmantelseitig ist der Ring 18 in der Nut 20 formschlüssig festgelegt, flanschseitig durch den Wulst 22. - Bei der anhand von
Fig. 7 dargestellten Ausführungsvariante ist der Außenmantel 3 an seinem axialen Ende 23 aufgeweitet ausgebildet, doch nicht gestaucht, wie bei den vorbeschriebenen Ausführungsformen. Der Außenmantel 3 weist also auch in dem aufgeweiteten Bereich 23 im Wesentlichen die gleiche Materialdicke wie im übrigen Bereich auf. Dieses aufgeweitete Ende 23 des Außenmantels 3 liegt in einer umlaufenden Nut 24 in der Axialfläche 12. Auch ist der Übergang zwischen der Nut 24 und dem Innenteil 11, welches das axiale Ende des Außenmantels 3 radial nach innen abstützt, entsprechend angepasst ausgebildet. Die Abdichtung zwischen Außenmantel 3 und Fußteil erfolgt auch hier durch einen O-Ring 17, der in einer umlaufenden Nut am Außenumfang des Innenteils 11 liegt und der an der Innenseite des Außenmantels 3 anliegt. Ein Flansch 25 ist mittels Schrauben 14 in Bohrungen 13 unter Eingliederung des Rings 18 befestigt und legt somit den Außenmantel 3 im Fußteil 2 fest. Der Flansch 25 hat hier eine nach außen schräg abstufende Form. An der Innenseite weist er einen Wulst 26 auf, mit dem er den Ring 18 formschlüssig aber auch kraftschlüssig hält. - Bei allen vorbeschriebenen Ausführungen erfolgt die Montage der Verbindung der Gestalt, dass zunächst der jeweilige Flansch über das axiale Ende des Außenmantels geschoben wird, wonach der Ring 18 auf dieses Ende aufgeschoben wird und das axiale Ende in seine bestimmungsgemäße Stellung im Fußteil 2 gebracht wird. Sodann wird der Flansch mittels der Schrauben 14 in den Bohrungen 13 befestigt, wonach die Verbindung formschlüssig und kraftschlüssig fest ist. Das Lösen erfolgt in umgekehrter Reihenfolge.
- Bei der anhand der
Figuren 8 bis 11 beschriebenen Ausführungsform ist ein ebenfalls aus Federstahl bestehender Ring 27 vorgesehen, der einen rechteckigen Querschnitt aufweist und dessen Enden radial nach außen abgebogen sind. Es handelt sich also hier auch um einen offenen Ring, dessen Enden 28 zur besseren Krafteinleitung radial nach außen gebogen sind. Das axiale Ende des Außenmantels 3 ist ebenfalls aufgeweitet, allerdings nur radial nach außen. Es ist also am Ende des Außenmantels 3 ein im Querschnitt rechteckiger und radial nach außen vorspringender Wulst 29 gebildet. Das obere axiale Ende des Fußteils 2 weist einen Innenteil 11 auf, der den Außenmantel 3 innenseitig abstützt. Von einer Aufstandsfläche 30 erstreckt sich den Innenteil 11 überragend ein zylindrischer Außenteil 31, der eine innen umlaufende rechteckige Nut 32 aufweist, die radial nach innen geöffnet ist und deren Form der Querschnittsform des Rings 27 entspricht. Der zylindrische Außenteil 31 weist an einer Seite einen vorspringenden abgeflachten Teil 33 auf, in dem zwei etwa tangential angeordneten Gewindebohrungen 34 angebracht sind, in denen Stellschrauben 35 sitzen, deren Enden in einem dort gebildeten Freiraum 36 auf die Enden 28 des Rings 27 auftreffen, und zwar der Art, dass beim Eindrehen der Stellschrauben 35 in das Fußteil 2 die Enden 28 aufeinander zu bewegt werden, wohingegen beim Ausdrehen diese durch Federkraft des Ringes 28 auseinanderdriften. - Der Ring 27 ist in
Fig. 10 in drei unterschiedlichen Stellungen dargestellt, einer Stellung A, in welcher der Ring 27 seinen geringsten Durchmesser aufweist und die Enden 28 nahezu aneinander liegen, einer Stellung B, in welcher der Ring 27 seinen größten Durchmesser aufweist und folglich die Enden 28 den größten Abstand zueinander aufweisen und eine Stellung C zwischen den Stellungen A und B. In der Stellung A ist der Ring 27 maximal gespannt, in der Stellung B nahezu entspannt. - Zur Montage wird der Ring 27 zunächst von oben in die von oben offene ringförmige Öffnung zwischen dem Innenteil 11 und dem zylindrischen Außenteil 31 eingeführt, und zwar bis in Höhe der Nut 32. In dieser Stellung A gehalten wird der Ring 27 durch ein die Enden 28 fassendes und in dieser Position haltendes Werkzeug bzw. eine hierzu vorgesehene Montagehalterung. Sobald der Ring 27 im Bereich der Nut 32 liegt, wird die Montagehalterung entfernt, sodass der Ring 27 bei noch nicht eingeschraubten Stellschrauben 35 in seine Stellung B rückfedert, in welcher der Ring 27 vollständig innerhalb der Nut 32 liegt und die Enden 28 im Freiraum 36 angeordnet sind. Sodann wird das aufgeweitete Ende des Außenmantels 3 mit seinem Wulst 29 ebenfalls von oben in das Fußteil 2 eingeführt, bis die Stirnseite auf der Aufstandsfläche 30 zur Anlage kommt. Dann ergibt sich die in
Fig. 11 dargestellte Konstellation. Um nun die Bauteile formschlüssig miteinander zu verbinden, werden die Stellschrauben 35 bis in die vorbestimmte Stellung eingedreht, in welcher der Ring 27 die Lage C einnimmt, d. h. mit einem Teil innerhalb der Nut 32 liegt und mit einem anderen Teil innerhalb des nach oben offenen Freiraums liegt und damit den Wulst 29 am Ende des Außenmantels 3 gegen ein Herausfahren aus dem Zwischenraum nach oben blockiert. - Zum Öffnen der Verbindung sind die Stellschrauben 35 herauszudrehen bis der Ring 27 wieder in Stellung B, d. h. vollständig in der Nut 32 liegt, sodass der Außenmantel 3 aus dem Fußteil 2 herausgezogen werden kann.
- Wie aus
Fig. 9 ersichtlich ist, sind an der Innenseite des zylindrischen Außenteils 31 unterhalb der Nut 32 senkrechte Vorsprünge 37 angeordnet, die in entsprechende senkrechte Ausnehmungen (41 inFig. 12 ) im Wulst 29 des Außenmantels eingreifen und somit eine formschlüssige Drehsicherung zwischen Außenmantel 3 und Fußteil 2 bilden. - Die anhand der
Figuren 12 und 13 dargestellte Ausführungsvariante unterscheidet sich von der Vorbeschriebenen dadurch, dass ein Ring 38 vorgesehen ist, der den gleichen rechteckigen Querschnitt wie der Ring 27 aufweist, jedoch an seinen Enden nicht radial abgebogen ist, sondern als offener Federring ausgebildet ist. Darüber hinaus weist der zylindrische Außenteil 31 nicht den abgeflachten Teil 33 mit den Stellschrauben 35 auf, sondern eine Vielzahl von radialen Gewindebohrungen 39, die den zylindrischen Außenteil 31 durchsetzen und am Grund der Nut 32 münden. - Bei dieser Ausführungsform erfolgt die Einstellung der Weite des Rings 38 über radiale Schrauben 40, die in den Gewindebohrungen 39 sitzen und mit denen der Ring 38 aus der in
Fig. 11 dargestellten Stellung, in welcher er vollständig in der Nut 32 liegt, in die inFig. 13 dargestellte Stellung überführt wird, in welcher der Ring 38 etwa zur Hälfte innerhalb der Nut 32 liegt und im Übrigen radial nach innen vorspringt und damit den Wulst 29 formschlüssig gegen Ausweichen nach oben sichert. Auch bei dieser Ausführungsform sind Vorsprünge zur Drehsicherung zwischen dem Außenmantel 3 und dem Fußteil 2 vorgesehen. Deutlich sichtbar sind die korrespondierenden Ausnehmungen 41 im Wulst 29. - Bei der anhand der
Figuren 14 bis 17 dargestellten Ausführungsvariante ist das aufgeweitete Ende 42 des Außenmantels 3 radial nach innen aufgeweitet und bildet dadurch eine im Querschnitt teilkreisförmige Nut 43 zur Eingliederung eines Rings 46 runden Querschnitts. Der Ring 46 ist ein teiloffener Federring und ähnlich dem eingangs beschriebenen. Das axial obere Ende des Fußteils 2 weist hier eine umlaufende und nach oben offene Nut 44 auf, die zur Aufnahme des freien Endes des Außenmantels 3 vorgesehen ist. Auch hier ist ein einseitig überragender zylindrischer Außenteil 45 vorgesehen, der eine untere umlaufende Nut mit einem O-Ring 17 zur Abdichtung, hier an der Außenseite des Außenmantels 3 aufweist. - Der zylindrische Außenteil 45 weist eine radial nach innen gerichtete Nut 47 auf, welche in Einbaulage der Nut 43 gegenüberliegend angeordnet ist. Weiterhin weist der zylindrische Außenteil 45 in seiner Oberseite eine Vielzahl von Gewindebohrungen 48 auf, in denen Gewindeschrauben 49 sitzen, welche achsparallel zur Laufradachse angeordnet sind. Diese Gewindebohrungen 48 münden am Nutgrund einer sich innerhalb der radialen Nut 47 nach oben erstreckenden Nut 50, die zur Aufnahme eines Hilfsrings 51 vorgesehen ist.
- Der Ring 46 ist in dieser Ausführungsvariante so dimensioniert, dass er aufgrund seiner Eigenspannung in der aufgeweiteten Stellung innerhalb der radialen Nut 47 anliegt, so wie dies anhand von
Fig. 17 dargestellt ist. In dieser Stellung kann das axiale Ende des Außenmantels 3 in das Fußteil 2 eingeschoben werden bis das Ende in der Nut 44 zur Anlage kommt. In dieser Stellung werden die Schrauben 49 eingedreht, wodurch der Hilfsring 51, der aufgrund seines kleineren Durchmessers gegenüber dem Ring 46, diesen radial nach innen verdrängt, sodass dieser die inFig. 16 dargestellte verriegelnde Stellung einnimmt, in welcher der Ring 46 zur einer Hälfte in der Nut 43 im aufgeweiteten Ende 42 des Außenmantels 3 und zum anderen in der radialen Nut 47 des zylindrischen Außenteils 45 angeordnet ist. Der Hilfsring 51 ist unmittelbar daneben angeordnet, sodass der Ring 46 in dieser Stellung formschlüssig gehalten ist. - Zum Lösen der Verbindung sind zunächst die Schrauben 49 zu lösen. Um den Hilfsring 51 aus seiner sperrenden Stellung (
Fig. 16 ) zu bewegen, sind umfangsseitig Langlöcher 52 im zylindrischen Außenteil 45 vorgesehen, die am Grund der radialen Nut 47 münden. Durch diese Langlöcher kann von außen ein Hilfsinstrument, beispielsweise ein Schraubendreher eingeführt werden, mit dem der Hilfsring 51 nach oben gehebelt werden kann, wonach der Ring 46 auffedert und den Formschluss mit dem aufgeweiteten Ende 42 freigibt. - Anhand der
Figuren 18 bis 21 ist eine weitere Ausführungsvariante dargestellt, die außenmantelseitig der vorbeschriebenen entspricht, jedoch fußteilseitig anders ausgebildet ist. Fußteilseitig ist eine Aufstandsfläche 53 vorgesehen, die sich etwa über die halbe Breite des Hohlzylindrischen Bauteils 7 erstreckt. Von dieser nach oben erstreckt sich ein zylindrisches Außenteil 54, der eine der Nut 43 in Einbaulage gegenüberliegende radial nach innen offene Nut 55 aufweist, sowie eine daran unten anschließende umlaufende und zur Nut 55 hin offene Nut 56. Darüber hinaus sind senkrechte Bohrungen 57 vorgesehen, welche in der radialen Nut 55 münden und zur Nut 56 fluchten. - In die nach oben offene Nut 56 wird ein im Querschnitt ovaler Hilfsring 58 eingelegt, wonach der Ring 46 in die radiale Nut 55 verbracht wird, in welcher er durch Eigenspannung aufgeweitet anliegt. In dieser Stellung wird das aufgeweitete Ende 42 des Außenmantels 3 in das Fußteil 2 eingesteckt, bis es auf der Aufstandsfläche 53 anliegt. Dann ergibt sich die in
Fig. 21 dargestellte Stellung. Zum Verriegeln wird nun der Hilfsring 58 mittels eines Hilfsinstruments 60 durch radial im zylindrischen Außenteil 54 vorgesehener Langlöcher 59 nach oben gehebelt. Da der Hilfsring 58 im oberen Bereich einen kleineren Durchmesser als der Ring 46 hat, verdrängt er diesen dabei nach innen. Sobald der Hilfsring 58 in die inFig. 20 dargestellte, den Ring 46 nach außen hin stützende Stellung gebracht worden ist, in welcher der Ring 46 die Bauteile 2 und 3 zueinander verriegelt, werden in die Langlöcher 59 von außen Stopfen 61 eingeführt, die kraftschlüssig in diesen Langlöchern verbleiben und deren Enden den Hilfsring 58 an der Unterseite abstützen und somit gegen ein Verschieben in die den Ring 46 freigebende Stellung sichern. - Zum Lösen der Verbindung werden die Stopfen 61 durch Einstecken eines entsprechenden Werkzeugs aus den Langlöchern 59 entfernt. Sodann wird mit einem Dorn durch die Bohrungen 57 der Hilfsring 58 nach unten gedrückt bis der Ring 46 wieder die in
Fig. 21 dargestellte entriegelnde Stellung einnimmt, in welcher der Außenmantel 3 aus dem Fußteil 2 entfernt werden kann. -
- 1
- Kreiselpumpe
- 2
- Fußteil
- 3
- Außenmantel
- 4
- Kopfteil
- 5
- Antriebsmotor
- 6
- Platte von 2
- 7
- zylindrisches Rohr von 3
- 8
- Flansch
- 9
- Flansch
- 10
- Wulst
- 11
- Innenteil
- 12
- Fläche
- 13
- Bohrungen
- 14
- Schrauben
- 15
- Flansch
- 16
- Wulst
- 17
- O-Ring
- 18
- Ring
- 19
- Wulst (
Fig. 6 ) - 20
- Nut (
Fig. 6 ) - 21
- Flansch (
Fig. 6 ) - 22
- Wulst (
Fig. 6 ) - 23
- aufgeweitetes Ende (
Fig. 7 ) - 24
- Nut (
Fig. 7 ) - 25
- Flansch (
Fig. 7 ) - 26
- Wulst (
Fig. 7 ) - 27
- Ring (
Fig. 8-11 ) - 28
- Enden des Rings (
Fig. 8-11 ) - 29
- Wulst (
Fig. 8 - 11 ) - 30
- Aufstandsfläche (
Fig. 8 - 11 ) - 31
- zylindrischer Außenteil (
Fig. 8-11 ) - 32
- Nut (
Fig. 8-11 ) - 33
- abgeflachter Teil (
Fig. 8-11 ) - 34
- Gewindebohrungen (
Fig. 8-11 ) - 35
- Stellschrauben (
Fig. 8-11 ) - 36
- Freiraum (
Fig. 8-11 ) - 37
- Vorsprung (
Fig. 8-11 ) - 38
- Ring (
Fig. 12-13 ) - 39
- Gewindebohrungen (
Fig. 12-13 ) - 40
- Schrauben (
Fig. 12-13 ) - 41
- Ausnehmungen (
Fig. 12 - 13 ) - 42
- aufgeweitetes Ende von 3 (
Fig. 14-17 ) - 43
- Nut in 42 (
Fig. 14-17 ) - 44
- Nut (
Fig. 14-17 ) - 45
- zylindrischer Außenteil (
Fig. 14-17 ) - 46
- Ring (
Fig. 14-17 ) - 47
- radiale Nut (
Fig. 14-17 ) - 48
- Gewindebohrung (
Fig. 14-17 ) - 49
- Schrauben (
Fig. 14-17 ) - 50
- Nut in 47 (
Fig. 14-17 ) - 51
- Hilfsring (
Fig. 14 - 17 ) - 52
- Langlöcher (
Fig. 14 - 17 ) - 53
- Aufstandsfläche (
Fig. 18-21 ) - 54
- zylindrischer Außenteil (
Fig. 18-21 ) - 55
- radiale Nut (
Fig. 18-21 ) - 56
- nach oben offene Nut (
Fig. 18-21 ) - 57
- Bohrungen (
Fig. 18-21 ) - 58
- Hilfsring (
Fig. 18 - 21 ) - 59
- Langlöcher (
Fig. 18 - 21 ) - 60
- Hilfswerkezeug (
Fig. 18-21 ) - 61
- Stopfen (
Fig. 18-21 )
Claims (16)
- Kreiselpumpe (1) mit mehreren Pumpenstufen, welche axial zwischen einem Kopfteil (4) und einem Fußteil (2) angeordnet sind, und mit einem Außenmantel (3), der die Pumpenstufen umfänglich umgibt, dadurch gekennzeichnet, dass ein axiales Ende des Außenmantels (3) am Kopfteil (4) und das andere axiale Ende am Fußteil (2) befestigt ist, wobei die mechanische Verbindung zwischen Kopfteil (4) und Fußteil (2) durch den Außenmantel (3) gebildet ist.
- Kreiselpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenmantel (3) durch Eingliederung mindestens eines Ringes (18; 27; 38; 46) formschlüssig mit dem Fußteil und/oder dem Kopfteil verbunden ist.
- Kreiselpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenmantel (3) an mindestens einem Ende radial aufgeweitet ausgebildet ist.
- Kreiselpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Fußteil (2) und/oder das Kopfteil (4) einen zumindest abschnittsweise umlaufenden radial nach innen gerichteten Vorsprung (16; 22; 26) aufweist.
- Kreiselpumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der nach innen gerichtete Vorsprung (16; 22; 26) durch einen Flansch (15; 21; 25) gebildet ist, der am Kopfteil (4) oder am Fußteil (2) schraubbefestigt ist.
- Kreiselpumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Flansch mehrteilig ausgebildet ist, vorzugsweise zwei identische Flanschhälften aufweist.
- Kreiselpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ring (18; 38; 46) mehrteilig ist, vorzugsweise zwei identische Ringhälften aufweist.
- Kreiselpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenmantel (3) an mindestens einem Ende mit einer umlaufenden und radial nach außen offenen Nut (43) versehen ist.
- Kreiselpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Fußteil (2) und/oder Kopfteil (4) eine umlaufende und radial nach innen offene Nut (32; 47; 55) zur Eingliederung des Ringes (27; 38; 46) vorgesehen ist.
- Kreiselpumpe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die radial nach innen offene Nut (32; 47; 55) in Einbaulage der Nut (43) am Ende des Außenmantels gegenüberliegt oder vom Außenmantel (3) zum Kopfteil (4) bzw. zum Fußteil (2) gesehen, vor dem radial aufgeweiteten Ende des Außenmantels (3) angeordnet ist.
- Kreiselpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Kopfteil (4) und/oder am Fußteil (2) Mittel (35; 40; 49; 59; 60) zum vorzugsweise radialen Verschieben des Ringes (27; 38; 46) vorgesehen sind.
- Kreiselpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Kopfteil (4) und/oder am Fußteil (2) von außen zugängliche vorzugsweise radial angeordnete Gewindeschrauben (40; 49) vorgesehen sind, welche jeweils in einer Gewindebohrung (39; 48) geführt sind, die in der nach innen offenen Nut (32; 47) mündet.
- Kreiselpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ring (18; 27; 38; 46) als offener Federring ausgebildet ist und dass am Kopfteil (4) oder am Fußteil (2) Mittel vorgesehen sind, um den Abstand der Ringenden einzustellen.
- Kreiselpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Hilfsring (51, 58) vorgesehen ist, mit der der Ring (46) in seine verriegelnde Stellung überführbar ist und dass Mittel zum Bewegen des Hilfsring (51, 58) am oder im Fußteil (2) oder Kopfteil (4) vorgesehen sind.
- Kreiselpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Kopfteil (4) und/oder im Fußteil (2) Ausnehmungen (52; 59) vorgesehen sind, durch welche der Hilfsring (51; 58) zugänglich ist, um diesen in seine entriegelnde Stellung zu bewegen.
- Kreiselpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am axialen Ende des Außenmantels (3) Formschlussmittel (41) vorgesehen sind, welche den Außenmantel (3) drehfest am Fußteil (2) und/oder am Kopfteil (4) halten.
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