SE530355C2 - Anordning för sammankoppling av ett första element och ett andra element, såväl som en pump innefattande en dylik anordning - Google Patents

Description

530 355 menten från varandra utan att skada dem, det är även svårt att justera den inbördes axiella placeringen av elementen.

Ett annat känt sätt att sammankoppla ett första och ett andra element med varandra, är att använda en rörformig verktygskona, exempelvis såsom visas i EP 1,026,405. Verk- tygskonan än införd i en centralt belägen urtagning i ett pumphjul och därefter är en drivaxel införd i nämnda verk- tygskona. Pumphjulet tvingas mot drivaxeln med hjälp av en bult, som orsakar att verktygskonan kläms mellan pumphjulet och drivaxeln. Således kommer verktygskonan med hjälp av friktion att överföra en rotationsrörelse från drivaxeln till pumphjulet. Höga initiala startmoment eller andra ty- per av plötsliga ryck, vilka kan uppstå i synnerhet då pum- pen drivs i mycket nedsmutsade vätskor, tenderar emellertid att orsaka en liten glidning mellan pumphjulet och verk- tygskonan och/eller mellan drivaxeln och verktygskonan.

Följaktligen kommer de olika elementen att slitas och sam- mankopplingen av pumphjulet och drivaxeln kommer att för- sämras, varvid konsekvensen är att överföringen av rota- tionsrörelsen kan upphöra.

Sammanfattning av uppfinningen Den föreliggande uppfinningen siktar på att undanröja ovannämnda nackdelar med tidigare kända sammankopplingsan- ordningar, och att tillhandahålla en förbättrad anordning.

Ett primärt syfte med den föreliggande uppfinningen är att tillhandahålla en förbättrad anordning av inledningsvis de- finierad typ med hänsyn till möjligheten att överföra en rotationsrörelse mellan två element. Det är ett annat syfte med den föreliggande uppfinningen att tillhandahålla en an- ordning, som vid plötsliga ryck tillhandahåller en bättre sammankoppling av de två elementen. Det är ett annat syfte med den föreliggande uppfinningen att tillhandahålla en an- ordning som inte involverar något behov att omkonstruera de sammankopplade elementen. Det är ytterligare ett annat syf- te med den föreliggande uppfinningen att tillhandahålla en anordning som har en förbättrad livslängd. 530 355 Enligt uppfinningen uppnås åtminstone det primära syf- tet medelst den inledningsvis definierade anordningen och pumpen som har särdragen definierade i de oberoende kraven.

Föredragna utföranden av den föreliggande uppfinningen är vidare definierade i de beroende kraven.

Enligt en första aspekt av den föreliggande uppfinning- en, tillhandahålls en anordning av inledningsvis definierad ÉYPI nefattar åtminstone ett par slitsar, vilka slitsar är när- som är kännetecknad av, att nämnda rörformiga vägg in- liggande varandra och sträcker sig från nämnda första ände mot nämnda andra ände, erhållande ett fingerformat segment av den rörformiga väggen, vilket fingerformat segment är böjbart i förhållande till angränsande delar av nämnda rör- formiga vägg. Enligt en andra aspekt av den föreliggande uppfinningen, tillhandahålls en pump enligt kravet ll.

Således är den föreliggande uppfinningen baserad på in- sikten att använda en delvis böjbar anordning för att er- hålla en bättre överföring av en rotationsrörelse mellan två element även om nämnda element utsätts för plötsliga ryck, höga momentana motstånd, etc.

I ett föredraget utförande av den föreliggande uppfin- ningen, innefattar anordningen åtminstone två par slitsar, vilka par är fördelade utmed periferin av den rörformiga väggen. Detta betyder att vardera fingerformat segment som är skapat kommer att bidra till att öka friktionskraften mellan det första elementet och det andra elementet.

Enligt ett föredraget utförande sammanfaller den radi- ella utsträckningen av vardera slits med ett geometriskt plan, som är åtskilt från anordningens längsgående axel.

Därigenom kommer slitsens ytor att luta i förhållande till den rörformiga väggens omkretsriktning, vilket resulterar i att det fingerformade segmentet delvis kommer att kilas mellan de angränsande delarna av den rörformiga väggen och det första eller andra elementet och således kommer frik- tionskraften att öka. 530 355 Kortfattad beskrivning av ritningarna En mer fullständig förståelse av ovannämnda och andra särdrag och fördelar av den föreliggande uppfinningen kom- mer att framgå från den följande detaljerade beskrivningen av föredragna utföranden tillsammans med de bifogade rit- ningarna, i vilka: Fig 1 är en schematisk skuren sidovy av ett pumphjul fäst till en drivaxel medelst en uppfinningsenlig anordning, Fig 2 är en perspektivvy ovanifràn av en uppfinningsen- lig anordning, Fig 3 är en sidovy av anordningen visad i fig 2, Fig 4 är en vy ovanifrån av anordningen visad i fig 2, Fig 5 är en skuren sidovy av anordningen visad i fig 2, och Fig 6 är en skuren vy ovanifrån av anordningen visad i fig 2.

Detaljerad beskrivning av föredragna utföranden av uppfin- ningen Fig l visar en schematisk skuren vy av ett pumphjul 1, en drivaxel 2, och en anordning 3, eller verktygskona, en- ligt uppfinningen, varvid nämnda anordning 3 är anordnad mellan pumphjulet l och nämnda drivaxel 2 för att samman- koppla dem till varandra. Även om den uppfinningsenliga an- ordningen 3 har en bred applicerbarhet, dvs. att samman- koppla ett första och ett andra element till varandra för att överföra en rotationsrörelse, kommer anordningen att beskrivas anordnad i en pump (inte fullt visad). Uppfin- ningen hänför sig enligt en andra aspekt till pumpar i all- mänhet, men i det beskrivna utförandet utgörs pumpen av en dränkbar centrifugalpump. I fig 1 är de flesta delarna av pumpen borttagna för att underlätta betraktandet av figu- ren.

Placeringen av pumphjulet 1 i förhållande till ett pumphjulssäte (inte visat) är mycket viktig för att erhålla en lämplig driftsprestanda hos pumpen. Då en pump pumpar 530 355 vätska innehållande fast material, såsom starkt nötande partiklar, kommer pumphjulet l såväl som pumphjulssätet att slitas. Således, efter en viss driftstid kommer den verkli- ga spalten mellan pumphjulet 1 och pumphjulssätet att vara skilt från en optimalt inledningsvis inställd spalt. Närma- re bestämt skall placeringen av pumphjulet l i förhållande till pumphjulssätet företrädesvis vara justerbart.

Drivaxeln 2 sträcker sig från en motor (inte visad) in- I ett föredraget utförande, är nämnda nedre ände försedd med for- nefattad i pumpen, och uppvisar en fri nedre ände. men av en stympad cirkulär kon, riktning. Drivaxeln 2 utgör det som konvergerar i distal första elementet som skall sammankopplas.

Den uppfinningsenliga anordningen 3, eller verktygsko- nan, innefattar ett axiellt genomgående hål som sträcker sig från en första ände till en andra ände, och som genere- rar en rörformig vägg 4, som utgör själva verktygskonan 3.

Den rörformiga väggen 4 uppvisar en cirkulär inneryta, åt- minstone över en del av densammas längd, och en cirkulär ytteryta, åtminstone över en del av densammas längd. En del av innerytan, vilken är närliggande nämnda första ände av verktygskonan 3 är företrädesvis i form av en stympad cir- kulär kon, som divergerar mot nämnda första ände av nämnda verktygskona 3, och som är anordnad att ligga an mot man- telytan hos nämnda nedre ände av drivaxeln 2. Lutningen hos den koniska innerytan hos den rörformiga väggen 4, i för- hållande till en längsgående axel hos verktygskonan 3, är företrädesvis över 3° och under lO°, och är i det visade utförandet ungefär 6°. En del av innerytan som är närlig- gande nämnda andra ände av verktygskonan 3 är företrädesvis i form av ett gängat hål 5. I ett dylikt fall kan en jus- terskruv 6, som har en yttergänga 7 och ett centralt genom- gående hål 8, skruvas in i det gängade hålet 5 hos verk- tygskonan 3.

Pumphjulet l är utrustat med ett centralt nav som har ett axiellt genomgående hål 9, en mellanliggande del av densamma har en mindre diameter än de två änddelarna av nämnda genomgående hål 9, så att en första ansats 10 och en 580 355 andra ansats 11 är tillhandahållna vid övergångarna från de större diametrarna vid ändarna till den mindre diametern hos den mellanliggande delen. Vidare innefattar pumphjulet 1 åtminstone ett blad 12 som sträcker sig i en spiralform från det centralt belägna navet mot pumphjulets periferi, företrädesvis två blad 12. Vidare innefattar pumphjulet 1 13, till vilken nämnda blad 12 är anslutna. utgör det andra elementet som skall samman- en täckskiva Pumphjulet 1 kopplas.

Ett sätt vändande den uppfinningsenliga verktygskonan 3, kommer nu att montera pumphjulet 1 på drivaxeln 2, an- att beskrivas. Vid montering av pumphjulet 1 på drivaxeln 2, skjuts först verktygskonan 3 på den nedre änden av driv- axeln 2 och justerskruven 6 är iskruvad i det gängade hålet hos verktygskonan 3, företrädesvis tills densamma kommer i linje med den andra änden av verktygskonan 3. Med andra ord, till det att densamma inte skjuter ut nedanför den andra änden hos verktygskonan 3. Därefter införs verk- tygskonan 3 och drivaxeln 2 i det genomgående hålet 9 hos pumphjulet 1. En del av verktygskonans 3 ytteryta, vilken del är närliggande nämnda första ände av verktygskonan 3 är företrädesvis i form av en cirkulär cylinder, och anordnad att ligga an mot ytan hos det genomgående hålet 9 hos pump- hjulet 1. Företrädesvis används ett fästelement 14, exem- pelvis en fästskruv, för att fixera pumphjulet 1 till driv- axeln 2. Huvudet 15 hos fästskruven 14 ligger an mot nämnda andra ansats ll hos det genomgående hålet 9 hos pumphjulet 1, direkt eller indirekt medelst en bricka 16, och skaftet 17 hos fästskruven 14 sträcker sig genom den mellanliggande delen av det genomgående hålet 9 hos pumphjulet 1 och genom det genomgående hålet 6 hos justerskruven 5 och in i ett gängat hål (inte visat) i den nedre änden av drivaxeln 2.

Vid åtdragning av fästskruven 14 kommer den andra änden av verktygskonan 3 att ligga an mot den första ansatsen 10 hos det genomgående hålet 9 hos pumphjulet 1, och följaktligen kommer verktygskonan 3 att pressas mot den nedre änden av drivaxeln 2, och därigenom klämmas mellan drivaxeln 2 och pumphjulet 1. Fästskruven 14 skall enbart dras åt så mycket 530 355 att pumphjulet 1 hålls temporärt på plats medelst friktion.

Det är alltid viktigt att den nedre ändytan av vevaxeln 2 inte ligger an mot verktygskonans inneryta, dvs. att den axiella inbördes rörelsen av verktygskonan 3 på drivaxeln 2 enbart begränsas av kilningseffekten, och att drivaxeln 2 inte når botten av verktygskonan 3.

Därefter fästs ovannämnda pumphjulsäte tillsammans med andra delar till det resterande av pumphuset hos pumpen för att erhålla en pumpkammare som inhyser pumphjulet 1. Då pumpen är monterad kommer en spalt att finnas mellan pump- hjulet 1 och pumphjulssätet, vilken spalt nästan alltid måste justeras för att erhålla en optimal driftsprestanda.

Fästskruven 14 skruvas ur och därefter skruvas justerskru- ven 6 ur till en viss grad, därigenom anliggande den första ansatsen 10 hos pumphjulet 1 och pressande pumphjulet 1 mot pumphjulssätet. Vanligtvis skruvas justerskruven 6 ur hela vägen till det att pumphjulet 1 kommer i kontakt med pump- hjulssätet. Därefter skruvas fästskruven 14 åter igen in i drivaxeln 2 och dras åt med ett i förväg bestämt moment, vilket får pumphjulet 1 att positioneras åtskilt från pump- hjulssätet och en lämplig spalt erhålls, samtidigt som verktygskonan 3 pressas ytterligare på den nedre änden av drivaxeln 2. Om pumphjulet 1 slits under drift kan en andra justering utföras, och detta kan upprepas närhelst det be- hövs eller vid olika intervall.

Då verktygskonan 3 pressas på den nedre änden av driv- axeln 2, vidgas densamma tills densamma ligger an mot ytan hos det genomgående hålet 9 hos pumphjulet 1. Därigenom kläms verktygskonan 3 mellan pumphjulet 1 och drivaxeln 2, och kommer medelst friktion att överföra en rotationsrörel- se från drivaxeln 2 till pumphjulet 1.

Ett sätt att demontera pumphjulet 1 från drivaxeln 2 är att dra åt justerskruven 6 mot den nedre änden av drivaxeln 2, således pressande pumphjulet l och verktygskonan 3 nedåt tills de lossnar. Då verktygskonan 3 går ur ingrepp med drivaxeln 2 kommer densamma samtidigt att lossna från pump- hjulet 1. 530 355 Verktygskonan 3 kommer nu att beskrivas i detalj till- sammans med figurerna 2-6, i vilka ett föredraget utförande av den uppfinningsenliga anordningen visas.

Den rörformiga väggen 4 är i det visade utförandet av smäcker form närliggande den första änden av verktygskonan 3 och en mer fast form närliggande den andra änden av verk- tygskonan 3. Utsidan av den rörformiga väggen 4 närliggande den andra änden av verktygskonan 3, är företrädesvis i form av en stympad kon konvergerande i distal riktning, för att underlätta monteringen av pumphjulet 1. Vidare innefattar den rörformiga väggen 4 åtminstone ett par slitsar 18, vil- ka slitsar 18 är närliggande varandra och sträcker sig från nämnda första ände av verktygskonan 3 mot nämnda andra ände av verktygskonan 3, varvid åtminstone en av nämnda slitsar 18 ändar på avstånd från den andra änden av verktygskonan 3. Således erhålls ett fingerformat segment 19 av den rör- formiga väggen 4, vilket segment 19 är böjbart i förhållan- de till angränsande delar av nämnda rörformiga vägg 4. Ter- men ”böjbar” används med betydelsen att segmentet 19 kan böjas mot de angränsande delarna såväl som vridas i förhål- lande till de angränsande delarna. Då verktygskonan 3 är belägen mellan drivaxeln 2 och pumphjulet 1, kommer det fingerformade segmentet 19 såväl som angränsande delar av den rörformiga väggen 4 att klämmas i radiell riktning mel- lan drivaxelns 2 mantelyta och det genomgående hålet 9 hos pumphjulet 1. Om pumphjulet 1 utsätts för ett högt momen- tant motstånd, eller drivaxeln 2 startar att rotera med ett ryck kan pumphjulet 1 glida i förhållande till drivaxeln 2.

Vid användning av en verktygskona 3 enligt uppfinningen är funktionen hos det fingerformade segmentet 19 att åtminsto- ne delvis följa med den inbördes rörelsen hos pumphjulet 1 och drivaxeln 2 och böjas i omkretsriktningen mot den an- gränsande delen av den rörformiga väggen 4. Böjningen av det fingerformade segmentet 19 stegrar friktionskraften mellan verktygskonan 3 och pumphjulet 1 respektive drivax- eln 2, till följd av ändrade geometriska förhållanden, hos det fingerformade segmentet 19. 530 355 I det visade utförandet är den längsgående utsträck- ningen av vardera slits 14 parallell med den längsgående centrumaxeln av verktygskonan 3, såsom ses från utsidan av verktygskonan 3. En längsgående utsträckning av slitsen 18 kan emellertid ha någon annan lämplig form, exempelvis spi- ralformad, sicksackformad, etc. Företrädesvis kommer den radiella utsträckningen av åtminstone en slits 18 av varde- ra par slitsar 18, att sammanfalla med ett geometriskt plan, som är åtskilt från den längsgående centrumaxeln hos Verktygskonan 3. Med andra ord kommer ytan hos slitsen 18 att vara i vinkel i förhållande till tangenten hos ytter- ytan hos den ringformiga väggen 4, vilken vinkel är skild från 90°. Då det fingerformade segmentet 19 böjs mot den angränsande delen hos den rörformiga väggen 4 och kommer i kontakt, kommer de två anliggande ytorna som är lutande i förhållande till omkretsriktningen av den rörformiga väggen att tvinga det fingerformade segmentet 19 att ”klättra upp” på den angränsande delen av den rörformiga väggen 4, och kilas mellan den angränsande delen av den rörformiga väggen 4 och drivaxeln 2 eller pumphjulet 1 för att öka friktions- kraften. Detta kan ske genom att hela det fingerformade segmentet 19 böjs utåt och/eller att det fingerformade seg- mentet 19 vrids.

Företrädesvis är de två slitsarna 18 i vardera par slitsar 18 parallella med varandra. Respektive geometriskt plan, i vilket vardera slits 18 innefattas, kan emellertid skära varandra. Vidare kan den rörformiga väggen 4 innefat- ta åtminstone två par slitsar 18 vilka par är fördelade ut- med periferin av nämnda rörformiga vägg 4. Företrädesvis innefattar den rörformiga väggen 4 åtta par slitsar 18, vilka är anordnade så att två motstående slitsar 18 från två olika par slitsar 18 sammanfaller med samma geometriska plan och kan således skäras ut samtidigt. Det skall påpekas att alla slitsar 18 sträcker sig från den första änden av Verktygskonan 3, hållna.

Verktygskonan 3 kan även innefatta en skåra 20 som sträcker sig hela vägen från nämnda första ände till nämnda även om flera par slitsar 18 är tillhanda- 530 355 andra ände av verktygskonan 3. Funktionen av skàran 20 är att medge en liten utvidgning av hela verktygskonan 3 då den pressas på drivaxeln 2.

Tänkbara modifikationer av uppfinningen Uppfinningen är inte begränsad enbart till utförandena beskrivna ovan och visade i ritningarna. Således kan anord- ningen såväl som pumpen modifieras på alla tänkbara sätt inom ramen för de bifogade kraven. Exempelvis skall det pà- pekas att istället för att ha delen av innerytan som är närliggande nämnda första ände av verktygskonan, i form av en stympad kon, och ha delen av ytterytan som är närliggan- de nämnda första ände av verktygskonan, i form av en cylin- der, kan det omvända förhållandet användas, vilket natur- ligtvis kommer att medföra en på annat sätt formad drivaxel och ett på annat sätt format genomgående hål hos pumphju- let.

Det skall även påpekas att justerskruven är Valbar, ef- tersom i vissa applikationer behövs inte justering av det ena elementets plats i förhållande till det andra elemen- tet. Vidare kan slitsarna vara nyckelhålformade, dvs. en större urtagning i botten av slitsen, för att tillhandahål- la ett partiellt svagare fingerformat segment. Därtill kan det fingerformade segmentet vara av något annat lämpligt material än resten av verktygskonan för att erhålla den önskade funktionen.

Claims (11)

10 15 20 35 530 355 ll Patentkrav

1. Anordning för sammankoppling av ett första element (2) och ett andra element (1) till varandra för att överföra en rota- tionsrörelse, varvid nämnda anordning (3) innefattar ett axi- ellt genomgående hål som sträcker sig från en första ände till en andra ände och som genererar en rörformig vägg (4) som har en cirkulär inneryta, varvid en del av densamma som är närliggande nämnda första ände är anordnad att ligga an mot nämnda första element (2), och har en cirkulär ytteryta, varvid en del av densamma som är närliggande nämnda första ände är anordnad att ligga an mot nämnda andra element (1), kännetecknad av att nämnda rörformiga vägg (4) innefattar åt- minstone ett par slitsar (18), vilka slitsar (18) är närlig- gande varandra och sträcker sig från nämnda första ände mot nämnda andra ände, erhållande ett fingerformat segment (19) av den rörformiga väggen (4), vilket fingerformat segment (19) är böjbart i omkretsriktningen i förhållande till an- gränsande delar av nämnda rörformiga vägg (4).

2. Anordning enligt krav 1, i vilken den längsgående ut-A sträckningen av vardera slits (18) är parallell med anord- ningens (3) längsgående axel.

3. Anordning enligt krav 1 eller 2, i vilken den radiella ut- sträckningen av varje slits (18) sammanfaller med ett geomet- riskt plan, som är skilt från anordningens (3) längsgående axel.

4. Anordning enligt något av kraven 1-3, i vilken den rörfor- miga väggen (4) innefattar åtminstone två par slitsar (18), vilka par är fördelade utmed periferin av nämnda rörformiga Vägg (4).

5. Anordning enligt krav 4, i vilken den rörformiga väggen (4) innefattar åtta par slitsar (18). 10 15 20 530 355 12

6. Anordning enligt krav 4 eller 5, i vilken två motstående slitsar (18) från två olika par slitsar (18) sammanfaller med samma geometriska plan.

7. Anordning enligt något av kraven 1-6, i vilken slitsarna hos vardera par slitsar (18) är parallella med varandra.

8. Anordning enligt något av de föregående kraven, i vilken åtminstone en av nämnda del av innerytan och nämnda del av ytterytan, är i form av en stympad kon.

9. Anordning enligt något av kraven 1-7, i vilken nämnda del av innerytan är i form av en stympad kon, divergerande mot anordningens (3) första ände.

10. Anordning enligt något av de föregående kraven, i vilken anordningen (20) sig hela vägen från nämnda första ände till nämnda andra ände. (3) även innefattar en skåra som sträcker

11. ll. Pump, kännetecknad av att densamma innefattar en anord- ning enligt något av kraven l-10.