DE3726794C2 - Pumpe, insbesondere Faßpumpe, und Verfahren zur Montage einer solchen Pumpe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Pumpe, insbesondere eine Faßpumpe, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 sowie ein Verfahren zur Montage einer solchen Pumpe nach dem Oberbegriff des Anspruches 15.

Bei bekannten Pumpen wird die Welle im Stützrohr durch mehrere über ihre Länge verteilt angeordnete Lager abge­ stützt. Sie müssen eine exakte Einbaulage einnehmen und geringe Fertigungstoleranzen aufweisen. Darum ist die Fertigung und Montage solcher Pumpen aufwendig und teuer.

Bei der gattungsgemäßen Pumpe (DE-OS 27 50 801) ist als Lager ein Kunststoffschlauch vorgesehen, der mit Spiel zwischen der Welle und dem Stützrohr sitzt. Zwischen dem Kunststoffschlauch und der Welle sowie zwischen dem Kunststoffschlauch und dem Stützrohr können sich Ablage­ rungen bilden, die nicht nach außen abgeführt und nicht mit Spülflüssigkeit entfernt werden können und zu einem frühzeitigen Ausfall der Pumpe führen können.

Bei einer anderen bekannten Pumpe (US-PS 1 454 682) wird die Pumpenwelle durch als Wendeln ausgebildete Lager drehbar abgestützt. Die Lager haben Abstand von der In­ nenwandung von Aufnahmeräumen, in denen sie unterge­ bracht sind. Der Ein- und Ausbau der Lager sowie der zu­ gehörigen Welle ist umständlich und schwierig.

Es ist eine Pumpe bekannt (US-PS 3 620 639), bei der die Pumpenwelle von zwei Hülsen umgeben ist. Zwischen den Hülsen befindet sich ein Ringraum, in den die zu pumpen­ de Flüssigkeit gefördert wird. Die den Ringraum begren­ zenden Wände der Hülsen haben Schraubengänge, die einan­ der gegenüberliegen und einen Förderweg für das zu pum­ pende Medium bilden.

Aus der GB-PS 651 619 ist ein Lager zur Abstützung einer Pumpenwelle bekannt, das in der Innenwandung eine wen­ delförmig verlaufende Vertiefung hat.

Es ist schließlich ein Lagerkäfig bekannt (US-PS 1 775 282), der aus zwei Wendeln gebildet wird. Der Lagerkäfig dient zur Halterung und Lagerung eines Gummilagers. Im zusam­ mengebauten Zustand ist das Lager als geschlossene Hülse ausgebildet, die in der Innenwandung zwei wendelförmig verlaufende Vertiefungen aufweist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungs­ gemäße Pumpe und das gattungsgemäße Verfahren so auszu­ bilden, daß die Lagerung der Welle im Stützrohr ferti­ gungs- und montagemäßig vereinfacht wird und sich keine Ablagerungen zwischen dem Lager und der Welle bilden können.

Diese Aufgabe wird bei der gattungsgemäßen Pumpe erfin­ dungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspru­ ches 1 und beim gattungsgemäßen Verfahren erfindungsge­ mäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 15 gelöst.

Das als Wendel ausgebildete Lager läßt sich einfach aus einem Rohr fertigen, von dem Rohrstücke abgetrennt wer­ den, die zur Bildung der Wendel geschlitzt werden. Die Wendel kann durch entsprechendes Drehen an ihren Enden im Durchmesser einfach durch elastische Tordierung ver­ kleinert und auf diese Weise leicht in das Stützrohr in die Einbaulage gezogen werden. Sobald die Wendel die Einbaulage erreicht hat, wird ihre Tordierung aufgeho­ ben, so daß die Wendel in ihre Ausgangslage zurückfedert und sich unter elastischer Vorspannung fest an die In­ nenwand des Stützrohres anlegt. Die Welle braucht dann nur noch durch die im Stützrohr befindliche Wendel ge­ steckt zu werden. Auch der Ausbau der Wendel ist sehr einfach. Hierzu wird sie lediglich wieder durch Tordie­ ren im Durchmesser verkleinert. Sie kann dann mühelos aus dem Stützrohr gezogen werden. Infolge der Wendelaus­ bildung hat das Lager einen durchgehenden wendelförmigen Zwischenraum. Wird die Pumpe aus dem Behälter herausge­ hoben, kann die Flüssigkeit in diesem Zwischenraum aus dem Stützrohr ablaufen, so daß die Bildung schädlicher Ablagerungen zuverlässig vermieden wird. Wenn verschie­ dene Medien nacheinander gepumpt werden, erfolgt somit keine Vermengung dieser Medien, weil jedes Medium nach Herausheben der Pumpe aus dem Behälter sofort abfließt.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.

Die Erfindung wird anhand eines in den Zeichnungen dar­ gestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 im Axialschnitt einen Pumpenteil einer er­ findungsgemäßen Pumpe, die mit einem Antriebs­ motor zu verbinden ist,

Fig. 2 in vergrößerter Darstellung und im Axialschnitt einen Teil eines Stützrohres eines Lagers der erfindungsgemäßen Pumpe.

In den Zeichnungen ist der Antriebsmotor der Pumpe nicht dargestellt. Der Pumpenteil hat ein Gehäuse 1, in dem koaxial ein Stützrohr 2 liegt. Zwischen der Innenwandung des Gehäuses 1 und dem Stützrohr 2 wird ein ringförmiger Steigkanal 3 gebildet, in dem die zu pumpende Flüssigkeit nach oben zu einem Auslaß 4 im Gehäuse 1 gefördert wird. Am oberen Ende des Gehäuses 1 sitzt eine Überwurfmutter 5, mit der dieser Pumpenteil an ein Anschlußstück des (nicht dargestellten) Antriebsmotors angeschlossen wird.

Im Stützrohr 2 verläuft eine Welle 6, die am unteren Ende einen Rotor 7 drehfest trägt. Er ist in einem Rotorraum 8 am unteren Ende des Gehäuses 1 untergebracht, in den der Steigkanal 3 mündet. Das Stützrohr 2 ist etwa in halber Länge gegenüber dem Gehäuse 1 in bekannter Weise abge­ stützt. Das nach unten aus dem Stützrohr 2 ragende Ende der Welle 6 ist in einem Lager 9 drehbar abgestützt. Am oberen Ende ist die Welle 2 durch zwei axial mit Ab­ stand einander gegenüberliegende Lager 10 und 11 dreh­ bar abgestützt. Das obere Wellenende trägt ein Kupplungs­ stück 12, mit dem die Welle in bekannter Weise an die Antriebswelle des Antriebsmotors angeschlossen werden kann.

Die Welle 6 hat einen Durchmesser, der vorzugsweise im Bereich zwischen etwa 2 mm und etwa 30 mm liegt. Im Stützrohr 2 ist die Welle 6 durch ein als Wendel ausgebildetes Lager 13 abgestützt. Im Ausführungs­ beispiel erstreckt sich die Wendel 13 nahezu über die gesamte Länge des Stützrohres 2, so daß die Welle 6 optimal abgestützt ist. Es ist auch möglich, ins­ besondere wenn die Welle 6 verhältnismäßig lang ist, zwei oder mehr Wendeln 13 im Stützrohr 2 anzuordnen. In diesem Fall können diese Wendeln unmittelbar aneinander anschließen oder auch axial Abstand von­ einander haben. Die Wendel 13 hat einen Wendelteil 13a, der über seine Länge vorzugsweise konstante Steigung hat, so daß eine gleichmäßige Abstützung der Welle über die Länge der Wendel erreicht wird. Es ist durchaus möglich, daß die Wendel 13 über ihre Länge unterschiedliche Steigung hat. So kann die Steigung von unten nach oben stetig oder auch diskontinuierlich zunehmen oder auch von unten nach oben abnehmen. Nimmt beispielsweise die Steigung der Wendel 13 nach oben hin ab, so hat sie am unteren Ende ihre größte Steigung. Wird die Pumpe aus dem jeweiligen Behältnis herausgezogen, so kann die zwischen der Welle 6 und dem Stützrohr 2 befindliche Flüssigkeit sehr rasch ablaufen, weil diese Flüssig­ keit durch die nach unten hin zunehmende Steigung der Wendel 13 auf kürzestem Wege aus dem Stützrohr 2 geleitet wird. Durch die Größe und durch den Verlauf der Steigung bestimmt sich auch die Abstützlänge, bezogen auf eine vorgegebene Wellenlänge. Ist die Steigung klein, dann liegt eine große Zahl von Windungen innerhalb eines vorgegebenen Längenabschnittes, während bei einer großen Steigung eine weitaus geringere Zahl von Windungen auf dieser Wellenlänge liegt. Dadurch ist eine Optimale Anpassung der Abstützung der Welle 6 im Stützrohr 2 möglich. Bei kleinem Durchmesser der Welle 6 ist die Steigung 15 des Wendelteiles 13a klein und bei großem Wellendurchmesser entsprechend groß. Das Verhältnis des Durchmessers der Welle 6 zur Steigung 15 des Wendelteiles 13a kann etwa 0,07 bis etwa 30 betragen. In diesem Bereich kann je nach Wellendurchmesser eine einwandfreie Abstützung der Welle 6 erreicht werden. Bevorzugt liegt dieses Verhältnis im Bereich zwischen etwa 0,1 und etwa 5.

Die Steigung der Wendel 13 kann links- oder rechtsgängig sein. Da die Welle 6 nur in einer Richtung dreht, wird durch diesen unterschiedlichen Wendelverlauf erreicht, daß in einem Falle die zu pumpende Flüssigkeit längs der Wendel 13 nach oben und im anderen Falle nach unten gedrückt wird. Soll die Welle 6 in der Wendel 12 geschmiert werden, dann ist es vorteilhaft, wenn die zu pumpende Flüssigkeit längs der Wendel 13 nach oben gedrückt wird, so daß eine optimale Schmierung der Welle durch das zu pumpende Medium erreicht wird.

Die Windungen des Wendelteiles 13a liegen mit Abstand voneinander. Dadurch wird ein wendelförmig verlaufender Zwischenraum 14 gebildet, in dem die im Stützrohr 2 be­ findliche Flüssigkeit beim Herausheben der Pumpe aus dem Behälter ohne Schwierigkeiten nach unten aus dem Stützrohr abfließen kann. Das Verhältnis des Durchmessers der Welle 6 zur axialen Breite 16 des Zwischenraumes 14 liegt, je nach zu pumpendem Medium, zwischen etwa 0,08 und etwa 50, bevor­ zugt zwischen etwa 0,1 und etwa 7,5. Ist das Medium ver­ hältnismäßig dickflüssig, dann ist die Breite 16 des Zwischenraumes 14 größer als bei einem Medium, das nur eine geringe Viskosität hat. Der Zwischenraum 14 ist in jedem Fall so breit, daß unter Berücksichtigung einer optimalen Abstützung der Welle 6 das Medium im wendelförmigen Zwischenraum beim Herausheben der Pumpe aus dem Behälter einwandfrei nach unten fließen kann. Um das Fassungsvermögen des Zwischen­ raumes 14 zu variieren, kann außer der Breite 16 auch die Dicke 17 des Wendelteiles 13a geändert werden. Je dicker der Wendelteil 13a ist, desto größer ist bei einer vorgegebenen Breite das Aufnahmevermögen des Zwischenraumes 14. Auch kann das Medium in einem entsprechend großen Zwischenraum 14 schnell nach unten abfließen.

Das Verhältnis des Durchmessers der Welle 6 zur Dicke 17 des Wendelteiles 13a kann zwischen etwa 0,4 und etwa 30, vorzugsweise zwischen etwa 1 und etwa 7,5 liegen.

Um die Welle optimal zu lagern, liegt das Verhältnis des Durchmessers der Welle 6 zur axialen Breite 18 des Wendelteiles 13a zwischen etwa 0,4 und etwa 25, vorzugsweise zwischen etwa 0,6 und etwa 7,5.

Vorzugsweise wird die Wendel 13 so in bezug auf die Drehrichtung der Welle 6 eingebaut, daß die Wendel durch die rotierende Welle eine in Aufweitrichtung wirkende Kraft erfährt. Dadurch wird die Wendel im Betrieb durch die Welle 6 fest gegen die Innenwandung des Stützrohres 2 gedrückt.

Bei der Montage der Pumpe wird die Wendel 13 an ihren beiden Enden so elastisch tordiert, daß ihr Außen­ durchmesser kleiner als der Innendurchmesser des Stützrohres 2 ist. In dieser tordierten Lage läßt sich die Wendel 13 leicht in das Stützrohr 2 ziehen. Sobald die Wendel 13 ihre Einbaulage erreicht hat, wird die elastische Tordierung aufgehoben, so daß die Wendel in ihre Ausgangslage zurückfedert und sich dabei fest an die Innenwandung des Stützrohres 2 anlegt. Um einen sicheren Halt der Wendel 13 in der Einbaulage sicherzustellen, ist der Außendurchmesser der Wendel 13 im Ausgangszustand größer als der Innen­ durchmesser des Stützrohres 2. Dadurch liegt die Wendel 13 in der Einbaulage unter elastischer Vorspannung an der Innenwand des Stützrohres 2 an und wird sicher ge­ halten. Zusätzliche Sicherungsteile zur Axialsicherung der Wendel 13 im Stützrohr 2 sind dann nicht erfor­ derlich. Bei der beschriebenen bevorzugten Einbau­ lage der Wendel 13 in bezug auf die Drehrichtung der Welle 6 wird dann im Betrieb durch die rotierende Welle noch eine zusätzliche Sicherheit gegen Ver­ schieben der Wendel 13 im Stützrohr 2 erreicht.

Die Wendel 13 besteht vorzugsweise aus Kunststoff. Als besonders zweckmäßig hat sich herbei Polytetra­ fluorethylen erwiesen, das nicht nur hervorragende Gleiteigenschaften hat, sondern auch äußerst beständig gegenüber aggressiven zu pumpenden Medien ist.

An Stelle des Polytetrafluorethylen ist ein Poly­ tetrafluorethylencompound als Material für die Wendel 13 möglich. Als Compoundbestandteile können Glasfasern, Kohle oder Graphit herangezogen werden. Die Glasfasern ergeben eine härtere und auch eine elastischere Wendel 13, die sich durch hervorragende Verschleißeigenschaften auszeichnet. Die Compound­ bestandteile Kohle und Graphit haben hingegen gute Gleiteigenschaften und gewähren eine gute Wärme­ abfuhr. Somit kann je nach den gewünschten Einsatz­ bedingungen die Wendel 13 aus diesen unterschiedlichen Werkstoffen hergestellt werden.

Claims (15)

1. Pumpe, insbesondere Faßpumpe, mit einer Welle, die an ei­ nem oberen Ende mit einem Antriebsmotor verbunden ist und an einem unteren Ende einen Rotor trägt und die über einen Teil ihrer Länge in einem Stützrohr verläuft, in dem sie mit mindestens einem Lager drehbar abgestützt ist, wobei das Stützrohr in einem Gehäuse angeordnet ist und zwischen der Innenwand des Gehäuses und dem Stützrohr ein ringförmiger Steigkanal für die zu pumpende Flüssigkeit gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Lager innerhalb des Stütz­ rohres (2) als Wendel (13) ausgebildet ist, die unter elasti­ scher Vorspannung an der Innenwand des Stützrohres (2) an­ liegt.

2. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steigung der Wendel (13) rechtsgängig ist.

3. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steigung der Wendel (13) linksgängig ist.

4. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Wendel (13) etwa über die ganze Länge des Stützrohres (2) erstreckt.

5. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Wendel (13) nur über eine Teillänge des Stützrohres (2) erstreckt.

6. Pumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich wenigstens zwei Wendeln (13) über wenigstens einen Teil der Länge des Stützrohres (2) erstrecken.

7. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Wendel (13) über ihre Länge konstante Steigung hat.

8. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Steigung der Wendel (13) so gewählt ist, daß die Welle (6) bei Ihrer Rotation auf die Wendel (13) eine in Aufweitrichtung wirkende Kraft ausübt.

9. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Wendel (13) aus Kunststoff besteht.

10. Pumpe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Wendel (13) aus Polyte­ trafluorethylen besteht.

11. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis zwischen dem Durchmesser der Welle (6) und der Steigung (15) der Wendel (13) zwischen etwa 0,07 und etwa 30, vorzugsweise zwischen etwa 0,1 und etwa 5, liegt.

12. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis zwischen dem Durchmesser der Welle (6) und der Breite (16) eines wendel­ förmig verlaufenden Zwischenraumes (14) der Wendel (13) zwischen etwa 0,08 und etwa 50, vorzugsweise zwischen etwa 0,1 und etwa 7,5, liegt.

13. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis zwischen dem Durchmesser der Welle (6) und der Dicke (17) eines die Wen­ del (13) bildenden Wendelteiles (13a) zwischen etwa 0,4 und etwa 30, vorzugsweise zwischen etwa 1 und etwa 7,5, liegt.

14. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis zwischen dem Durchmesser der Welle (6) und der Breite (18) des Wendeltei­ les (13a) zwischen etwa 0,4 und etwa 25, vorzugsweise zwi­ schen etwa 0,6 und etwa 7,5, liegt.

15. Verfahren zur Montage der Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 14, bei dem das als Wendel ausgebildete Lager in das Stützrohr eingesetzt und die Welle eingeschoben wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser der Wendel (13) durch elastisches Tordieren verkleinert wird, daß die Wendel (13) in tordierter Lage in das Stützrohr (2) gezogen wird, und daß anschließend die Torsion aufgehoben wird, wo­ bei die Wendel (13) in Richtung auf ihre Ausgangslage zurück­ kehrt und sich an die Innenwand des Stützrohres (2) anlegt.