Verfahren zur Herstellung eines Kreiselpumpen-Laufrades Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Her stellung eines Kreiselpumpen-Laufrades sowie ein nach diesem Verfahren erzeugtes Kreiselpumpen- Laufrad.
Das erfindungsgemässe Verfahren besteht darin, dass man in einer teilbaren Giesspressform wenigstens einen aus Metall bestehenden, im wesentlichen schei benförmigen Kern einsetzt, welcher Durchbrechun- gen in der Gestalt der zu erzeugenden Laufradschau- feln aufweist, und dass man in den verbleibenden Hohl raum der Form beiderseits des Kernes und in dessen Durchbrechungen eine verfestigbare,
gegen eine .Säure widerstandsfähige Masse einfüllt, nach Verfestigung der Masse dieselbe mit dem darin enthaltenen Kern aus der Form herausnimmt und schliesslich den Kern mittels einer Säure herausätzt, so dass anstelle des Kernes Durchströmungswege für das zu pumpende Medium entstehen.
Vorzugsweise benutzt man einen Kern aus Leicht metall. Ein nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestelltes Kreiselpumpen-Laufrad zeichnet sich gemäss der Erfindung im wesentlichen dadurch aus, dass ein zur Armierung des Pumpenrades. dienender metallischer Nabenkörper aussen vollständig mit einer säurefesten Masse überzogen ist und die Laufrad schaufeln ganz aus säurefester Masse bestehen.
In der Zeichnung ist die Erfindung rein bei spielsweise veranschaulicht.
Fig. 1 zeigt einen axialen Schnitt durch eine Giess pressform mit zwei eingesetzten, später wegätzbaren Metallkernen und einem zur Armierung des herzu stellenden Pumpenlaufrades dienenden Nabenkörper, Fig. 2 ist eine Draufsicht auf einen Teil des einen wegätzbaren Kernes, Fig.3 stellt ein in der Giessform nach Fig. 1 erzeugtes, zweistufiges Pumpenlaufrad im axialen Schnitt dar,
Fig. 4 ist ein Querschnitt nach der Linie IV-IV in Fig. 3, Fig.5 zeigt im axialen Schnitt ein einstufiges Pumpenlaufrad, das ebenfalls in analoger Weise her gestellt worden ist.
Die in Fig. 1 dargestellte, teilbare Giesspressform besteht aus zwei Metallringen 11 und 12 und aus zwei metallischen Abschlussplatten 13 und 14. Die untere Abschlussplatte 13 ist mit Hilfe einiger Pass stifte 15 bezüglich des Formringes 11 zentriert und an diesem mittels Schrauben 16 lösbar befestigt. Auf analoge Weise ist der andere Formring 12 mit Hilfe von Passstiften 17 bezüglich der Platte 14 zentriert und an derselben mittels Schrauben 18 lösbar be festigt.
Der Formring 12 lässt sich von oben her pas send in den :anderen Formring 11 einschieben, bis die obere Platte 14 auf dem Formring 11 aufsitzt. Dann ist die Lage sämtlicher Teile der Form 11-14 gegeneinander festgelegt.
Bei geöffneter Form, das heisst, wenn die obere Abschlussplatte 14 mit dem daran befestigten Form ring 12 abgehoben ist, wird in den unteren Form ring 11 zunächst ein mehrfach abgesetzter Haltedorn 19 koaxial eingesetzt. Dieser Dorn 19 weist einen aussen konisch abgeschrägten Bund 20 auf, der sich in einer konischen Ausnehmung des.
Formringes 11 zentriert. Dann setzt man einen aus Leichtmetall, vorzugsweise einer Aluminiumlegierung, bestehenden Kern 21 ein, der im wesentlichen scheibenförmig ausgebildet ist und einen den Dorn 19 umgebenden, auf dessen Bund 20 aufsitzenden Hals 22 aufweist.
Auf den Dorn 19 wird nachher ein Metallkörper 23 aufgeschoben, der dazu bestimmt ist, einen zur Armie- rung des herzustellenden Pumpenlaufrades dienen den Nabenkörper zu bilden. Mittels des Dornes 19 wird der Nabenkörper 23 in der Form 11-14 flie gend befestigt, das heisst der Nabenkörper wird nir- gends mit der Form 11-14 in Berührung gebracht.
Hierauf wird ein zweiter, im wesentlichen ebenfalls scheibenförmiger Kern 24 aus Aluminium in den Formring 11 eingesetzt, wobei der Umfangsrand des Kernes 24 auf einer inneren Stufe 25 des Formringes 11 abgestützt wird. Zuletzt wird die Giesspressform durch Aufsetzen des Formringes 12 und der Ab schlussplatte 14 geschlossen. Ein zentraler Hals 26 des Kernes 24 ragt dann in eine entsprechende Aus- nehmung der Abschlussplatte 14 hinein.
Beide im wesentlichen scheibenförmigen Kerne 21 und 24 sind mit mehreren schlitzförmigen Durch brechungen versehen, welche die Gestalt der zu bil denden Laufradschaufeln aufweisen und spiralförmi gen Verlauf haben, wie deutlich Fig. 2 für den Kern 24 zeigt. Die Durchbrechungen des anderen Ker nes 21 sind gleich ausgebildet.
In die verbleibenden Hohlräume der Form 11 bis 14 beiderseits der Kerne 21 und 24, rings um den Nabenkörper 23 und in die Durchbrechungen 27 wird nachher eine erhärtende, gegen eine Säure widerstandsfähige Kunststoffmasse eingefüllt, zum Beispiel dadurch, dass die Kunststoffmasse in zäh flüssigem Zustand unter Druck durch eine nicht ge zeigte öffnung von unten her in die Form eingespritzt wird, während die in den Hohlräumen der Form vorhandene Luft nach oben durch ebenfalls nicht gezeichnete Entlüftungsöffnungen entweichen kann.
Als Kunststoffmasse verwendet man beispielsweise ein polymerisierbares Kunstharz, das entweder bei üblicher Raumtemperatur oder bei Erwärmung durch Polymerisation erhärtet. Nach Verfertigung der Masse wird dieselbe mit den Kernen 21, 24 und dem Naben körper 23 aus der Form herausgenommen.
Anstatt in zähflüssigem Zustand einzuspritzen, kann man die Kunststoffmasse auch in plastischem oder pulverförmigem Zustand schichtweise im über mass in die Form 11-14 einfüllen, währenddem die Kerne 21 und 24 und der Nabenkörper 23 einge baut werden. Wenn die Form 1l-14 unter Pressung der eingefüllten Masse geschlossen ist, wird diese erwärmt, so dass die Kunststoffmasse homogen wird, polymerisiert und bei der nachfolgenden Abkühlung erhärtet.
Auf ähnliche Weise kann man auch während des Einbauens der Kerne 21 und 24 und des Naben körpers 23 die verbleibenden Hohlräume der Form mit Rohgummimaterial im übermass anfüllen, die Abschlussplatte 14 dann unter hohem Druck auf den Formring 11 pressen und das Gummimaterial in der Form vorvulkanisieren. Wenn der Pressling mit den Metallteilen 21, 23 und 24 aus der Form heraus genommen worden ist,
muss das Gummimaterial noch fertigvulkanisiert werden, so dass es in Hartgummi übergeführt wird.
In allen beschriebenen Fällen sind die Kerne 21 und 24 sowie der Nabenkörper 23 unlösbar in die Kunststoffmasse eingebettet. Einzig die Form 11-14 kann man vom Werkstück abnehmen, worauf auch der Dorn 19 ausgezogen werden kann. Nachdem man die Bohrung des Nabenkörpers 23 durch einen Gummipfropfen oder dergleichen flüssigkeitsdicht ab geschlossen hat, bringt man das Werkstück in eine ätzende Säure, z. B. Salzsäure, welche den Kunst stoff nicht anzugreifen vermag, aber imstand;; ist, die metallischen Kerne 21 und 24 vollständig heraus zuätzen.
An der Stelle des metallischen Kernmaterials entstehen dann hohle Durchströmungswege für ein Medium, das mittels des Pumpenrades später ge fördert werden soll. Da der Nabenkörper 23 aussen ganz mit Kunststoff umgeben ist und die Säure auch nicht in die Bohrung des Nabenkörpers eindringen kann, ist der letztere dem Einfluss der Ätzsäure voll ständig entzogen.
Um das Pumpenrad zu vollenden, wird seine Umfangspartie bis gegen die äusseren Enden der Schaufeln 30 abgedreht und werden auch die axialen Stirnflächen des Rades nachbearbeitet. Eine weitere Nachbearbeitung des Pumpenrades ist nicht erfor derlich.
Das fertige Pumpenlaufrad ist in Fig.3 und 4 veranschaulicht. Wie ersichtlich, ist der Nabenkörper 23 aussen vollständig mit einer Kunststoffschicht 31 überzogen. Auf beiden axialen Stirnseiten des Naben körpers 23 sind Laufrad'schaufeln 30 aus Kunst stoffmasse vorhanden, welche Schaufeln mittels der Durchbrechungen 27 der Kerne 21 und 24 geformt worden sind. Die Schaufeln befinden sich zwischen Leitflächen aus Kunststoffmasse, deren eine durch den bereits erwähnten Überzug 31 und deren andere durch Kunststoffkörper 32 baw. 33 gebildet sind.
Sämtliche Schaufeln 30, der überzug 31 und die Kör per 32 und 33 bestehen zusammen aus einem ein zigen, zusammenhängenden Kunststoffstück.
Gemäss einer Variante des beschriebenen Her- stellungsverfahrens kann man während des Ein bauens der Kerne 21 und 24 und des Nabenkörpers 23 den verbleibenden Hohlraum der Form 11-14 mit Glasfasermaterial prall ausfüllen und nachher die Kunststoffmasse in flüssigem Zustand unter Druck in die Zwischenräume des Uasfasermateriäls einpressen. Auf diese Weise erhält man eine Armie rung der Kunststoffmasse mit Glasfasern, wodurch eine grössere Festigkeit des Pumpenlaufrades er zielt wird.
Während das in Fig. 3 und 4 gezeigte Pumpen rad für eine zweistufige Kreiselpumpe bestimmt ist, zeigt Fig.5 ein Ausführungsbeispiel eines Lauf rades für eine einstufige Kreiselpumpe. Auch dieses Rad, das nur auf der einen axialen Stirnseite des Nabenkörpers 23a Schaufeln 30 aufweist, kann man auf völlig analoge Weise und unter Verwendung der gleichen Form 11-14 herstellen, wobei aber an Stelle des einen Kernes 21 ein zusätzlicher, nicht dargestellter Formring in den Ring 11 .eingesetzt wird.
Der Nabenkörper 23a wird auch hier aussen vollständig mit einem überzug 31a aus Kunststoff masse versehen. Die Schaufeln 31 befinden sich ebenfalls zwischen Leitflächen, die einerseits durch den Überzug 31a und anderseits durch eine Kunst- Stoffpartie 32 gebildet sind. Die Schaufeln 30, der L\berzug 31a und, die, Partie 32 bestehen zusammen aus einem einzigen Kunststoffstück.
Ein wesentlicher Vorteil des beschriebenen Her stellungsverfahrens liegt darin, dass den Schaufeln und Durchströmungswegen des Pumpenrades jede gewünschte Gestalt und Krümmung gegeben werden kann.
Ein weiterer grosser Vorteil besteht ,darin, dass die Oberflächen der Durchströmungswege und Schaufeln nach dem Herausätzen der Kerne 21 und 24 keiner Nachbearbeitung bedürfen und ihrer Glätte wegen einen Wirkungsgrad des Pumpen rades ermöglichen, der beträchtlich höher liegt als derjenige, weicher bei von Hand gummierten Pumpenrädern erzielt wird. Der Wirkungsgrad der beschriebenen Pumpenräder ist tatsächlich etwa gleich demjenigen, der bei vollständig aus Metall gefertigten Pumpenrädern gemessen wird.