CH329148A - Impeller for centrifugal fans or pumps - Google Patents

Impeller for centrifugal fans or pumps

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CH329148A
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CH
Switzerland
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cast
impeller
notches
flank
undercut
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German (de)
Inventor
Buechi Alfred Dr Ing H C
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Buechi Alfred Dr Ing H C
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D19/00Casting in, on, or around objects which form part of the product

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Description

       

  Laufrad für     Zentrifugalgebläse    oder -pumpen    Die Erfindung bezieht sich auf ein ge  gossenes Laufrad für     Zentrifugalgeblise     oder -pumpen mit einer eingegossenen, aus  Material höherer     Festigkeit    bestehenden     ---'"7a.-          benbüchse,    die in Umfangsrichtung ring  förmige Ansätze mit unterschnittenen Flan  kenwänden aufweist, und auf Verfahren zum  Giessen dieses Laufrades.  



  Es ist. Aufgabe der Erfindung, die V     er-          bindung    zwischen der     Nabenbüchse    und dem  umgebenden Teil     des        gegossenen        Laufrades     zu verbessern. Dies geschieht erfindungsge  mäss dadurch,     da.ss    von den unterschnittenen  Flankenwänden eines ringförmigen Ansatzes  mindestens die der     Eingiessseite    abgekehrte  Flankenwand mit annähernd radial     ger    ich  teten Kerben versehen ist.

   Dadurch wird  die     Umklammerungsfläche    zwischen     Naben-          büehse    und gegossenem Laufrad vergrössert  und wirksam verbessert, und die Festigkeit  des gesamten Laufrades vor allem in     Um-          fangsriehtu.ng    bedeutend erhöht. Die Ker  ben gehen dabei vorteilhaft von der grössten       Unterschneidung    einer     Plankenwand    aus  und besitzen aussen eine Tiefe, die min  destens der Grösse der     Uriterschneidung    ent  spricht.

   Zur Verbesserung der Umklamme  rung des gegossenen Materials mittels der       Nabenbüehse    ist es vorteilhaft, an beiden  Flankenwänden eines allseitig im Giessgut  eingebetteten Ansatzes     Radialkerhen    vorzu  sehen. Die Kerben der beiden Flankenwände  eines Ansatzes können dabei gegeneinander    versetzt angeordnet sein, wodurch die Festig  keit der Ansätze nicht geschwächt wird. Die  der     Schaufelung    abgekehrte Begrenzung     der          Laufradscheibe    wird vorteilhaft mindestens  zum Teil     kegelma.ntelförmig    ausgebildet.

   An  einer Stelle zwischen der Narbenbüchse und  dem äussern Radumfang kann die     kegelman-          telförmige    Begrenzung durch eine axial vor  springende, ringförmige Rippe in zwei     kegel-          mantelförmige    Teile unterteilt sein.  



  Das     Verfahren    zum Giessen des Laufrades  ist dadurch gekennzeichnet, dass es in waag  rechter Lage mit nach unten liegenden Schau  feln gegossen wird, wobei mindestens ein     Ein-          giss    neben der     Nabenbüchse    unterhalb dem  obern Ende derselben vorgesehen wird, der  art, dass der Giessdruck im die     Nabenbüchse     umgebenden Teil am grössten ist und der flüs  sige Zustand des Giessmaterials in diesem Teil  länger anhält als am äussern Radumfang, von  wo die Kühlung des     Giessgutes    nach innen  fortschreitet.  



  Durch .das von aussen her sich     abkaltende     und starr werdende Giessgut entsteht eine  satte Pressung des gegossenen     Materials    am  die     Nabenbüehse    herum.  



  In den Zeichnungen sind Ausführungs  beispiele des Erfindungsgegenstandes je an  einem in horizontaler Lage gegossenen Lauf  rad dargestellt.  



       Fig.    1 zeigt ein     Zentr        ifugalgebläse    oder       -pumpenlaufrad    mit radialer     Scha.ufelung     und darauf angeordneter Deckscheibe im           Axialschnitt    im fertiggegossenen     Zustand    in  der     Gussform    des Formkastens.  



       Fig.    2 zeigt ein Laufrad offener radialer  Bauart im     Axialschnitt    ebenfalls im fertig  gegossenen Zustand in der     Gussform    des       Formkastens.     



       Fig.    3 zeigt einen Normalschnitt     I-I    ent  sprechend     Fig.    1 durch eine     Nabenbüchse    und  die der     Eingiessseite    abgewendete Flanken  wand eines Ansatzes der     Na.benbüchse.     



       Fig.        .1    zeigt ,eine     Nabenbüchse    in perspek  tivischer Ansicht.  



  Das     Zentrifuga.lgebläse    oder     -pumpenlauf-          rad    1 nach     Fig.    1 besteht aus der Radscheibe  3, den Schaufeln 2 mit der Deckscheibe 4 und  der     Nabenbüchse    A. Die. Radscheibe 3 hat  einen     Nabenteil    5, in dem die     Nabenbüehse    A  aus hochwertigem     Metall    eingegossen ist; Rad  scheibe 3 mit dem     Nabenteil    5 besteht. aus  Leichtmetall und wird in die durch die An  sätze 6, 7 und 8 gebildeten Vertiefungen 9 und  9' eingegossen.

   Die     ringförmigen    Ansätze  sind mit unterschnittenen Flankenwänden a.,       u',        b    und c ausgebildet, derart, dass diese An  sätze der     Nabenbüchse    A den     Na.benteil    5 des  Laufrades fest umklammern, und zwar an  der Stelle ihrer höchsten Beanspruchung  durch die Zentrifugal- und übrigen Kräfte,  die während des Betriebes eines solchen  Laufrades auftreten. Die zulässigen Bean  spruchungen im     Leichtmet.a.llteil    zufolge die  ser Kräfte erhöhen sich dadurch und die  Dehnungen gegenüber einem ganz aus Leicht  metall hergestellten Radkörper vermindern  sich.  



  Durch das Anbringen von     Radialkerben          k:    tritt auch der in der Giesstechnik bekannte  Vorteil auf, dass beim Giessvorgang die Luft  durch diese Kerben nach oben über dem Spie  gel des Giessgutes entweichen kann und sich  damit sowohl die unterschnittenen Partien  zwischen den ringförmigen Ansätzen des Na  benteils als auch die daran angebrachten  Kerben voll mit.     Gussmaterial    füllen. Die Ba  sisflächen der Kerben k     beginnen    an der  Wurzel der unterschnittenen Wänden bzw. der  Stelle grösster     Unterschneidung    der Ansätze 6  und 7.

   Die Kerben     k    können gegen aussen einen    tiefer in den Ansatz hineingehenden Verlauf  der     Basisflä.ehe    aufweisen, so dass diese in  einer schräg zur     Laufradachse    nach oben  gegen die     Eingiessseite    liegenden Fläche liegt,  so dass eine feste, Verbindung des     Leicht-          meta.lles    mit der     Nabenbüehse    entsteht.

   Dem  gleichen Zwecke dienend können beide Flan  kenwände     a    und     cc'    des Ansatzes 7 mit Kerben       k.        ausgeführt    werden, ebenso kann die Anzahl  der Kerben so gewählt werden, dass die Ver  bindung des Leichtmetaller mit der     Naben-          büehse    entsprechend stärker ausfällt.  



       Entsprechend        Fig.    1 und 2 findet der     Ein-          guss    des Giessmaterials durch mindestens eine       Eingussstelle    E statt. Die     Entlüftung        erfolgt     durch die Steiger     L1    und     L.,    von denen je  mindestens einer angeordnet ist.  



  In     Fig.    2 besitzt das Laufrad 1 an seiner  Radscheibe 3 offene Schaufeln 2.  



  In den     Fig.    3 und 4 sind auf der Flanken  seite     a.    des Ansatzes 7 sechs Kerben vor  gesehen.  



  Zur stärkeren Verbindung des     Nabenteils     5 der Radscheibe 3 mit. der     \Nabenbüchse        ;1     sind auf der gegenüberliegenden Flanken  seite a.' Kerben     k'        vorgesehen.    Diese Kerben  <I>k'</I> können in bezug auf die Kerben     k    auf der  Flankenwand     U    in Umfangsrichtung verscho  ben angeordnet. sein, wie das in     Fig.    3 punk  tiert angedeutet ist.  



  Der Erfindungsgegenstand gestattet, die  Laufräder trotz ihrer drehfesten und spalt  losen Verbindung mit der     Nabenbüchse    in  horizontaler Lage, das heisst. mit vertikal ge  richteter Drehachse, zu giessen, derart, dass  alle auf den gleichen     Radialebenen    liegenden       Grussteile    beim Giessen unter gleichem Giess  druck sich befinden und deshalb     Gussmat.e-          rial    von gleicher Dichte, Festigkeit. und  Dehnung aufweisen. In allen diesen     R.adial-          ebenen    treten deshalb im Betriebe ' auch  bleiche Spannungen     auf.     



  Bei mit     Deekseh.eiben    auf ihrer     Sehaufe-          lung    versehenen Laufrädern werden diese  Räder     vorteilhafterweise    ebenfalls in horizon  taler Lage, das heisst mit     vertikal    gerichteter  Radachse und mit ihrer Deckscheibe und .  Schaufeln nach unten gestellt, gegossen.

        Die Eingüsse und Steiger des Giessmate  rials können so angebracht werden, wie das in  den     Fig.    1 und 2 dargestellt ist.     Mindestens     ein     Eint        iss    des Giessmaterials liegt neben der       Nabenbüchse    unterhalb dem obern Ende der  selben auf der höchstgelegenen Stelle der  horizontal liegenden     Gussform    für den  äussern Radteil     aus    Leichtmetall. Die Ent  lüftungen (Steiger) an mindestens einer Ni  veaufläche (Ringfläche) erfolgen oberhalb  der Schaufelpartie.

   Der obere Teil der Rad  form wird von aussen nach innen, das heisst  zu den     Einguss-    und den     Entlüftungs-    bzw.       Aufgussstellen,    möglichst regelmässig steigend  geformt, so dass die Luft. vom eindringenden  (giessgut. über seine ganze Oberfläche gleich  zeitig nach oben, .das heisst durch die     Ent-          lüftungskanä:le    nach ausserhalb der     Gussform,     vollkommen verdrängt wird.



  Impeller for centrifugal blowers or pumps The invention relates to a cast impeller for centrifugal blowers or pumps with a cast, made of material of higher strength --- '"7a.- benbüchse, which has ring-shaped approaches with undercut flank walls in the circumferential direction , and methods of casting this impeller.



  It is. The object of the invention is to improve the connection between the hub sleeve and the surrounding part of the cast impeller. According to the invention, this is done in that of the undercut flank walls of an annular extension, at least the flank wall facing away from the pouring-in side is provided with approximately radially arranged notches.

   As a result, the clasping area between the hub sleeve and the cast impeller is enlarged and effectively improved, and the strength of the entire impeller is significantly increased, especially in the circumferential direction. The notches are advantageously based on the largest undercut of a plank wall and have a depth on the outside which corresponds to at least the size of the original cut.

   To improve the clasping of the cast material by means of the hub bushing, it is advantageous to provide radial grooves on both flank walls of an approach embedded on all sides in the cast material. The notches of the two flank walls of an approach can be offset from one another, whereby the strength of the approaches is not weakened. The boundary of the impeller disc facing away from the blades is advantageously designed at least in part to be cone-shaped.

   At a point between the hub and the outer wheel circumference, the cone-shaped boundary can be divided into two cone-shaped parts by an axially projecting, annular rib.



  The method for casting the impeller is characterized in that it is cast in a horizontal position with the blades down, at least one cast next to the hub sleeve below the upper end of the same is provided, such that the casting pressure in the The part surrounding the hub bushing is the largest and the liquid state of the casting material in this part lasts longer than on the outer circumference of the wheel, from where the cooling of the cast material progresses inward.



  The cast material, which cools off from the outside and becomes rigid, creates a full pressing of the cast material around the hub sleeve.



  In the drawings, execution examples of the subject invention are each shown on a cast wheel in a horizontal position.



       Fig. 1 shows a centrifugal fan or pump impeller with a radial blade and a cover plate arranged thereon in an axial section in the finished cast state in the mold of the molding box.



       Fig. 2 shows an impeller of open radial design in axial section, also in the finished cast state in the mold of the molding box.



       Fig. 3 shows a normal section I-I accordingly Fig. 1 through a hub sleeve and the flank facing away from the pouring side wall of an approach of the Na.benbüchse.



       Fig. 1 shows a hub sleeve in a perspective view.



  The centrifugal fan or pump impeller 1 according to FIG. 1 consists of the wheel disk 3, the blades 2 with the cover disk 4 and the hub sleeve A. The. Wheel disk 3 has a hub part 5 in which the hub sleeve A is cast from high quality metal; Wheel disk 3 with the hub part 5 is made. made of light metal and is poured into the recesses 9 and 9 'formed by the sets 6, 7 and 8.

   The annular lugs are formed with undercut flank walls a., U ', b and c, in such a way that these lugs on the hub sleeve A firmly clasp the hub part 5 of the impeller at the point of their greatest stress from the centrifugal and other forces that occur during the operation of such an impeller. The permissible loads in the light metal part as a result of these forces increase and the elongations are reduced compared to a wheel center made entirely of light metal.



  By attaching radial notches k: there is also the advantage that is known in casting technology that during the casting process the air can escape through these notches upwards over the mirror of the cast material and thus both the undercut areas between the annular approaches of the hub part as also the notches attached to it. Fill casting material. The base surfaces of the notches k begin at the root of the undercut walls or the point of greatest undercut of the approaches 6 and 7.

   The notches k can have a profile of the base surface that goes deeper into the shoulder towards the outside, so that it lies in a surface lying obliquely to the impeller axis upwards against the pouring side, so that a firm connection of the light metal with the Hub sleeve is created.

   Serving the same purpose, both flank kenwand a and cc 'of the approach 7 with notches k. The number of notches can also be selected so that the connection between the light metal and the hub sleeve is correspondingly stronger.



       According to FIGS. 1 and 2, the pouring of the casting material takes place through at least one pouring point E. The venting takes place through the risers L1 and L., of which at least one is arranged.



  In FIG. 2, the impeller 1 has open blades 2 on its wheel disk 3.



  3 and 4 are on the flanks side a. the approach 7 six notches seen before.



  For stronger connection of the hub part 5 of the wheel disc 3 with. the hub sleeve; 1 are on the opposite flank side a. ' Notches k 'provided. These notches <I> k '</I> can be arranged displaced in the circumferential direction with respect to the notches k on the flank wall U. be, as is indicated in Fig. 3 punk benefits.



  The subject matter of the invention allows the impellers to be in a horizontal position despite their non-rotatable and gapless connection with the hub sleeve. with a vertically oriented axis of rotation, to be cast in such a way that all cast parts lying on the same radial planes are under the same casting pressure during casting and therefore cast material of the same density and strength. and elongation. In all these radial levels, therefore, pale tensions also arise in the company.



  In the case of running wheels provided with Deekseh.eiben on their piling, these wheels are advantageously also in a horizontal position, that is, with a vertically directed wheel axis and with their cover disk and. Shovels put down, poured.

        The sprues and risers of the Giessmate rials can be attached as shown in FIGS. At least one part of the casting material lies next to the hub sleeve below the upper end of the same on the highest point of the horizontally lying casting mold for the outer wheel part made of light metal. The vents (risers) on at least one level surface (ring surface) take place above the blade section.

   The upper part of the wheel shape is shaped from the outside to the inside, i.e. towards the pouring and venting or infusion points, rising as regularly as possible so that the air can flow. by the penetrating (cast material. over its entire surface at the same time upwards, that is, through the ventilation channels to the outside of the mold, is completely displaced.


    

Claims (1)

PATENTANSPRÜCHE I. Gegossenes Laufrad für Zentrifugal gebläse oder -pumpen mit einer eingegossenen, aus Material höherer Festigkeit bestehenden Nabenbüchse, die in Umfangsrichtung ring förmige Ansätze mit untersehnittenen Flan kenwänden aufweist., dadurch gekennzeich net, dass von den unterschnittenen Flanken wänden eines ringförmigen Ansatzes min destens die der Eingiessseite abgekehrte Flan kenwand mit annähernd radial gerichteten Kerben versehen ist. PATENT CLAIMS I. Cast impeller for centrifugal blowers or pumps with a cast, made of material of higher strength existing hub bushing, the circumferential ring-shaped approaches with unterehnittenen flank walls., Characterized in that of the undercut flank walls of an annular approach at least the flank facing away from the pouring side is provided with approximately radially directed notches. II. Verfahren zum Giessen des Laufrades nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeich net, dass es in waagrechter Lage mit nach unten liegenden Schaufeln gegossen wird, wo- bei mindestens ein Einguss neben der Naben büchse unterhalb dem obern Ende derselben vorgesehen wird, derart, dass der Giessdruck in die Na.benbüchse umgebenden Teil am grössten ist und der flüssige Zustand des Giessmaterials in diesem Teil länger anhält als am äussern Radumfang, von wo die Küh lung des Giessgutes nach innen fortschreitet. UNTERANSPRÜCHE 1. II. A method for casting the impeller according to claim I, characterized in that it is cast in a horizontal position with the blades down, with at least one sprue next to the hub bushing below the upper end of the same, such that the The casting pressure in the part surrounding the wet bushing is greatest and the liquid state of the casting material lasts longer in this part than on the outer circumference of the wheel, from where the cooling of the cast material progresses inward. SUBCLAIMS 1. Gegossenes Laufrad nach Patentan spruch I, dadureh gekennzeichnet, dass die Kerben von der Stelle grösster Unterschnei- dung der Flankenwand ausgehen und aussen eine Tiefe von mindestens der Grösse der Unterschneidung haben. 2. Gegossenes Laufrad nach Patentan spruch I, dadurch gekennzeichnet, da.ss an einem allseitig im Giessgut eingebetteten An satz an beiden unterschnittenen Flankenwän den solche Kerben vorgesehen sind. 3. Cast impeller according to patent claim I, characterized in that the notches start from the point of greatest undercut of the flank wall and on the outside have a depth of at least the size of the undercut. 2. Cast impeller according to patent claim I, characterized in that such notches are provided on a set embedded on all sides in the cast material on both undercut flank walls. 3. Gegossenes Laufrad nach Unteran spruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die :un beiden Flankenwänden vorgesehenen Kerben in bezug auf ihre Lage in Umfangsrichtung gegeneinander versetzt angeordnet sind. 4. Gegossenes Laufrad nach Patentan spruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die der @Schaufelung abgekehrte Begrenzung der Laufradscheibe mindestens zum Teil ke-el- mantelförmig ausgebildet ist. 5. Cast impeller according to claim 2, characterized in that the notches provided on both flank walls are arranged offset relative to one another in terms of their position in the circumferential direction. 4. Cast impeller according to patent claim I, characterized in that the boundary of the impeller disc facing away from the blades is at least partially designed in the form of a ke-shell. 5. Gegossenes Laufrad nach Patentan spruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die der Scha,ufelung abgekehrte Begrenzung der Laufra.dscheibe eine axial vorspringende ring förmige Rippe aufweist. Cast impeller according to patent claim I, characterized in that the boundary of the impeller disc facing away from the scarfing has an axially protruding ring-shaped rib.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114012041A (en) * 2021-10-11 2022-02-08 甘肃酒钢集团西部重工股份有限公司 Casting device and casting method for producing small impeller by 3DP sand mold technology

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