CH361663A - Verfahren zur Herstellung eines Kreiselpumpen-Laufrades - Google Patents

Description

      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.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH I Verfahren zur Herstellung eines Kreiselpumpen- Laufrades, dadurch gekennzeichnet, dass man in einer teilbaren Giesspressform (11-14) wenigstens einen aus Metall bestehenden, im wesentlichen scheibenförmigen Kern. (21 bzw.

   24) einsetzt, wel cher Durchbrechungen (27) in der Gestalt der zu erzeugenden Laufrad.schaufelh (30) aufweist, und dass man in den verbleibenden Hohlraum der Form (11-14) beiderseits des Kernes (21 bzw. 24) und in dessen Durchbrechungen (27) eine verfestigbare, gegen eine Säure widerstandsfähige Masse einfüllt, nach Verfestigung der Masse dieselbe mit dem darin enthaltenen Kern (21 bzw.

   24) aus der Form (11 bis 14) herausnimmt und schliesslich den Kern (21 bzw. 24) mittels einer Säure herausätzt, so dass an Stelle des Kernes Durchströmungswege für das zu pumpende Medium entstehen. UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass man einen Kern (21 bzw. 24) aus Leichtmetall benutzt. 2.

   Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass man den verbleibenden Hohl raum der Form (11-14) mit Glasfasermaterial aus- füllt und nachher eine Kunststoffmasse in, die Zwi schenräume des Glasfasermaterials einpresst. 3.

   Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass man in die Form (11-14) zusätzlich einen metallischen Narbenkörper (23) mittels .eines axialen Haltedornes (19) fliegend ein setzt, welcher Nebenkörper (23) dem Einfluss der Ätzsäure entzogen wird und als Armierung im Laufrad verbleibt. 4.

   Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass man als Masse einen vullcani- sierbaren Werkstoff verwendet. 5. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass man als Masse einen poay- merisierbaren Werkstoff verwendet.

   PATENTANSPRUCH 1I Nach dem Verfahren gemäss Patentanspruch I hergestelltes Kreiselpumpen-Laufrad, dadurch ge- kennzeichnet, dass ein zur Armierung des Pumpen rades dienender metallischer Nebenkörper (23 bzw. 23a) aussen vollständig mit einer säurefesten Masse überzogen ist und die Laufradschaufeln (30) ganz aus säurefester Masse bestehen.

   UNTERANSPRüCHE 6. Pumpenlaufrad nach Patentanspruch 1I, da durch gekennzeichnet, dass die Laufradschaufeln (30) zwischen Leitflächen bildenden Körpern (31, 32, 33) aus säurefester Masse liegen und mit den genannten Körpern aus einem einzigen, zusammen hängenden Materialstück bestehen. 7.

   Pumpenlaufrad nach Patentanspruch 1I, da durch gekennzeichnet, d'ass auf beiden axialen Stirnseiten des Nebenkörpers (23) Laufradschaufeln (30) vorhanden sind, die zusammen mit den zuge hörige Leitflächen bildenden Körpern (31, 32, 33) aus einem einzigen Materialstück bestehen.