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Flügelrad für partiell beaufschlagte selbstansaugende Kreiselpumpen
Die Erfindung betrifft ein beidseitig offenes Flügelrad für eine partiell beaufschlagte Kreiselpumpe.
Die Form der Flügel eines solchen Rades kann sehr verschieden sein. Aus Festigkeitsgründen müssen sie einerseits eine bestimmte Stärke aufweisen, anderseits ist jedoch an den Flügelkanten eine geringe Flügelstärke erwünscht, weil dadurch die an diesen Kanten entstehenden Strömungsverluste klein bleiben.
Es hat sich weiterhin als günstig erwiesen, die Flügelvorderseite gerade oder nur leicht gewölbt auszuführen.
Um alle diese Forderungen zu erfüllen, ist bei bekannten Flügelrädern der Flügelrücken im Querschnitt gesehen dreieckig, ballig oder in Form eines Vieleckes ausgeführt, wobei bei einem Querschnitt durch den Flügel in der Mitte des Flügelrückens eine Ecke des Drei-bzw. Vieleckes liegt.
Bei den üblichen Herstellungsverfahren für diese Flügelräder (Guss-, Spritzguss- oder Pressverfahren) lässt es sich nicht vermeiden, dass in der Mitte des Flügelrades eine kleine Naht bzw. Erhöhung oder Fase stehen bleibt, weil diese Räder in geteilten Formen hergestellt werden müssen. Die Naht muss bei der Nacharbeit des Rades weggeschliffen werden und wenn man bei diesem Schleifvorgang bei Rädern bekannter Art auf dem Flügelrücken nur Bruchteile von Millimetern zu viel wegschleift, so ändert sich dadurch das Flügelrückenprofil und damit auch die Leistung der Pumpe.
Die bekannten Flügel haben also den Nachteil, dass sie sehr empfindlich sind gegen Bearbeitungsungenauigkeiten, d. h. kleine Abweichungen von den vorgeschriebenen Massen, und es bewirken Änderungen des Flügelprofiles relativ grosse Leistungsveränderungen bei den Pumpen.
Durch die Erfindung soll nun erreicht werden, dass kleine Bearbeitungsungenauigkeiten das Flügelradprofil und damit die Pumpenleistung nicht wesentlich zu beeinflussen vermögen. Erfindungsgemäss wird daher bei diesen beidseitig offenen Flügelrädern, deren Flügeldicke zu den seitlichen Flügelkanten hin abnimmt, auf dem Flügelrücken eine Fläche angeordnet, deren Breite B wenigstens den dritten Teil der Flügelbreite b ausmacht und deren Lage sich dadurch auszeichnet, dass bei einem Querschnitt durch den Flügel senkrecht zur Flügellängsachse die Schnittkante dieser Fläche auf dem Flügelrücken zur Linie x-x durch die beiden Flügelvorderkanten etwa parallel verläuft.
Die vom Giessen oder Pressen herrührende Naht sitzt etwa in der Mitte dieser Fläche. Wenn bei der Bearbeitung dasSchleifwerkzeug beim Wegschleifen der Fase den Flügelrücken mitschleift, so wird durch einen geringen Abtrag an dieser Stelle das Flügelprofil selbst kaum geändert und somit auch die Pumpenleistung nicht beeinflusst.
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beim fertig bearbeiteten Rad an jeder seitlichen Aussenkante der Flügel ein schmaler Rand gleichbleibender, geringer Flügeldicke verläuft.
Die Flügelräder werden bekanntlich auch an den Seitenflächen bearbeitet und deshalb werden an diesen Stellen beim Gussrohling Bearbeitungszugaben in Form kleiner Angüsse vorgesehen, die meistmit konstanter Dicke an den seitlichen Flügelkanten verlaufen. Sollen jetzt durch die Bearbeitung diese Kanten konstanter Dicke völlig abgeschliffen bzw. -gedreht werden, wie es bei bekannten Flügelrädern
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üblich ist, so besteht die Gefahr, dass dadurch das Flügelrückenprofil angeschnitten wird, vor allem dann, wenn infolge von Guss- oder Pressungenauigkeit bei dem Flügelprofil ein leichter Press- bzw. Gussversatz auftritt. Ein solches Anschneiden des Flügelprofils beeinflusst jedoch die Profilform und dadurch auch die Pumpenleistung ganz erheblich.
Verläuft jedoch, wie erfindungsgemäss vorgeschlagen, an den seitlichen Flügelkanten ein schmaler Rand gleichbleibender Flügelstärke, u. zw. mit der gleichen Stärke wie die angegossene Bearbeitungszugabe, so kann eine Beschädigung des Rückenprofils bei der Bearbeitung nicht mehr eintreten.
Weiterhin kann es zweckmässig sein, den Flügel durch eine Rippe zu verstärken, vor allem, wenn man nicht ein zu starkes Profil wählt. Bei einem Flügel der erfindungsgemässen Art lässt sich auf dem Flügelrücken aus der ebenen Fläche herausragend ohne Schwierigkeiten eine solche Versteifungsrippe bzw. ein solcher Versteifungssteg vorsehen, ohne dass dadurch die erfindungsgemässen Vorteile der neuen Flügelform berührt werden. Untersuchungen haben gezeigt, dass es auf die Leistung der Pumpe keinen Einfluss ausübt, wenn die Höhe des Steges beim bearbeiteten Rad vom vorgeschriebenen Mass um einige Zehntel Millimeter abweicht. Höhenunterschiede des Steges in der Grössenanordnung t 0, 2 mm bedingen in der Pumpenleistung lediglich Unterschiede, die innerhalb der üblichen Genauigkeitsgrenze liegen.
In den Zeichnungen sind erfindungsgemässe Flügelräder (Fig. 1 - 3 und 7 - 9) beispielsweise dargestellt bzw. bekannten Flügelrädern (Fig. 4 - 6 und 10 - 12) gegenübergestellt.
Die Fig. 1 - 6 sind Seitenansichten der Flügel, während die Fig. 7-12 Querschnitte nach der Linie A-A der jeweils oberhalb dieser Figuren dargestellten Flügelformen sind.
Fig. 1 zeigt einen Flügel mit einem rechteckigen Flügelprofil und einer ebenen Flügelvorderseite, Fig. 2 einen solchen mit stark trapezförmigem Flügelrücksn und einer leicht nach innen gewölbten Flügelvorderseite, und Fig. 3 ein Flügelprofil mit trapezähnlichem Flügelrücken und leicht nach aussen gewölbter Flügelvorderseite.
Dabei kennzeichnet die Bezugszahl l die Flügel Vorderseite, die Bezugszahl 2 das Flügelrückenprofil, Bezugszahl 3 die Fläche auf dem Flügelrücken, Bezugszahl 4 den schmalen Rand gleichbleibender geringer Flügelstärke, der wenigstens an den seitlichen Aussenkanten des Flügels verläuft und die Bezugszahl 5 den möglicherweise vorhandenen Steg auf dem Flügelrücken.
Die Fig. 4,5 und 6 veranschaulichen demgegenüber bekannte Flügelformen, die bisher in erster Linie bei offenen Flügelrädern verwendet wurden. Fig. 4 zeigt einen dreieckigen Flügelrücken. Fig. 5 einen vieleckigen und Fig. 6 einen kreisbogenförmigen. Beim Gegenüberstellen dieser Bilder lässt sich ohne weiteres erkennen, dass bei den bisher bekannten Flügelformen durch ein Anschleifen des Flügelrükkenprofiles dieses Profil merklich verändern wird, wogegen das bei der erfindungsgemässen Flügelform nach Fig. 1 - 3 nicht eintritt.
Die in den Zeichnungen dargestellten Flügelformen stellen natürlich nur Beispiele dar. Es sei noch erwähnt, dass die Erfindung auch bei Flügelrädern mit vor-bzw. zurückgeneigten Flügeln, bei gekrümmten oder auch verwundenen Flügeln angewendet werden kann.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Beidseitig offenes Flügelrad für partiell beaufschlagte Kreiselpumpen, dessen Flügeldicke zu den seitlichen Flügelkanten hin abnimmt, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Flügelrücken eine Fläche angeordnet ist, deren Breite (b) wenigstens den dritten Teil der Flügelbreite (B) ausmacht, wobei bei einem Querschnitt durch den Flügel senkrecht zur Flügellängsachse die Schnittkante dieser Fläche auf dem Flügelrücken zur Linie (x-x) durch die beiden vorderen Flügelkanten etwa parallel verläuft (Fig. 7 bis H).