DE10126488A1 - Stufengehäuse in mehrteiliger Blechbauweise - Google Patents
Stufengehäuse in mehrteiliger BlechbauweiseInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D1/00—Radial-flow pumps, e.g. centrifugal pumps; Helico-centrifugal pumps
- F04D1/06—Multi-stage pumps
- F04D1/063—Multi-stage pumps of the vertically split casing type
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- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/40—Casings; Connections of working fluid
- F04D29/42—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps
- F04D29/44—Fluid-guiding means, e.g. diffusers
- F04D29/445—Fluid-guiding means, e.g. diffusers especially adapted for liquid pumps
- F04D29/448—Fluid-guiding means, e.g. diffusers especially adapted for liquid pumps bladed diffusers
Abstract
Die Erfindung betrifft ein Stufengehäuse (1) in mehrteiliger Blechbauweise, insbesondere für Kreiselpumpen, mit im Stufengehäuse angeordneten Schaufeln (3), wobei von den Schaufeln (3) begrenzte Strömungskanäle (5) durch mindestens ein mit den Schaufeln (5) verbundenes, flächiges Blechformteil (9) abgedeckt sind. Ein solches flächiges Blechformteil (9) bildet eine Stufengehäusewand. Bei der Herstellung ergibt sich eine gravierende Fertigungsverbesserung durch eine Materialeinsparung. Dabei bilden mehrere Kanten (11-11.2) den Umfang (10) des Blechformteiles (9), wobei zwischen angrenzenden Kanten geringe Blechschnittverluste aufweisende Übergänge in Form von Linienzügen (12-14) ausgebildet sind. Zwei einander gegenüberliegende Kanten (11-11.2) weisen einen gleichen Schnittverlauf auf.
Description
Die Erfindung betrifft ein Stufengehäuse in mehrteiliger Blechbauweise, insbe
sondere für Kreiselpumpen, mit im Stufengehäuse angeordneten Schaufeln, wobei
von den Schaufeln begrenzte Strömungskanäle durch mindestens ein mit den
Schaufeln verbundenes, flächiges Blechformteil abgedeckt sind.
In Blechbauweise hergestellte Kreiselpumpen, wie sie beispielsweise aus der
DE 43 10 466 A1 bekannt sind, verfügen über Pumpenstufen, deren Stufengehäuse
aus mehreren Blechteilen zusammengesetzt sind. Die innerhalb eines Stufenge
häuse in einem Leitrad oder in einer Rückführeinrichtung befindlichen, strömungs
führenden Kanäle werden in ihrer Breite durch Schaufeln begrenzt und sind meistens
beidseitig durch Gehäusewände abgedeckt. Die Gehäusewände solcher Stufenge
häuse können Bestandteil von topfförmigen Bauteilen sein oder als separates Bauteil
gestaltet sein. Häufig werden sie aus einem Blechstreifen ausgestanzt, der von einer
Blechrolle abgewickelt wird. Die Herstellung solcher Blechformteile erfolgt
weitgehend automatsch, sie bedingt aber einen relativ hohen Materialeinsatz, der
durch einen großen Abfallanteil, dem sogenannten Verschnitt, bedingt ist. Dieser
Abfallanteil verteuert die Herstellkosten in erheblichen Maße.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, die Herstellung eines Stufengehäuses zu
vereinfachen und gleichzeitig dessen Herstellkosten zu reduzieren. Die Lösung
dieses Problems sieht vor, daß mehrere Kanten den Umfang des Blechformteiles
bilden, daß zwischen angrenzenden Kanten geringe Blechschnittverluste aufwei
sende Übergange ausgebildet sind und daß zwei einander gegenüberliegende
Kanten einen gleichen Schnittverlauf aufweisen.
Durch die Verwendung eines flächigen Blechformteiles, dessen Umfang von
mehreren Kanten gebildet wird, ist gegenüber den bisher verwendeten, rotations
symmetrisch gestalteten Blechformteilen eine erhebliche Materialeinsparung
möglich. Da zwischen zwei benachbart angeordneten, im Winkel zueinander
verlaufenden Kanten ein geringe Blechschnittverluste aufweisender Übergang
ausgebildet ist, kann die Fläche eines als Rohmaterial zur Verfügung stehenden und
zu verarbeitenden Bleches fast vollständig für die Gehäusewand verwendet werden.
Denn mit dem Merkmal, wonach zwei einander gegenüberliegende Kanten einen
gleichen Schnittverlauf aufweisen, wird mit einem einzigen Trennvorgang und ohne
einen Abfall bildenden Zwischenstreifen ein Blechformteil direkt aus einem
Rohmaterial heraus gearbeitet. Dies ist unabhängig davon, ob die Teile aus einem
Blechstreifen nach Art eines Folgeschnittes oder in verlustarmer Anordnung aus
einer Blechtafel heraus gearbeitet werden. Aus einem zu verarbeitenden Rohmaterial
können daher wesentlich mehr Wandteile produziert werden. Wird eine solche
Gehäusewand mit einem Stanzvorgang erstellt, so muß an einer Presse der zum
Ausstanzen notwendige Vorschub wesentlich geringer eingestellt werden. Infolge
dessen können pro Zeiteinheit mit Hilfe einer größeren Hubzahl wesentlich mehr
Teile produziert werden.
Nach einer Ausgestaltung der Erfindung weist ein solches flächiges Blechformteil
eine Fläche von im wesentlichen quadratischer Grundform oder einer verzogenen
Abwandlung davon auf und ist von den winklig zueinander angeordneten und durch
Linienzüge miteinander verbundenen Kanten eingeschlossen. Die bei einem solchen
als Gehäusewand verwendeten Blechformteil zwischen den winklig zueinander
stehenden Kanten angeordneten Übergänge oder Ecken werden bei der Herstellung
abgeschnitten und bilden nur noch einen minimalen Abfallanteil. Die Kanten können,
ebenso wie die einen Übergang zwischen den Kanten bildenden Linienzüge, nach
weiteren Ausgestaltungen einen geradlinigen, kurvenförmigen und/oder polygonalen
Verlauf aufweisen. Ein solches flächiges Blechformteil weist gegenüber einer bisher
bekannten und rotationssymmetrisch gestalteten Gehäusewand eines Stufenge
häuses eine kleinere Fläche auf. Im Hinblick auf die hydraulischen Eigenschaften
eines Stufengehäuses bedingt eine solche Wandausbildung eine nur geringfügige
und damit vernachlässigbar Veränderung des Wirkungsgrades.
Demgegenüber kann mit dem flächigen Blechformteil, dessen nicht rotations
symmetrisch geformten Kanten die äußere Umfangskontur bilden, eine Anpassung
an die Schaufelzahl eines Leitrades oder einer Rückführeinrichtung erfolgen. Somit
besteht die Möglichkeit zur Ausbildung strömungsgünstiger Übergänge im Bereich
zwischen Schaufelenden oder Schaufelanfängen. Die Umfangskontur entspricht
daher mehr einem Polygon.
Für das Blechformteil kann eine Fläche gewählt werden, die ein Optimum zwischen
einer Materialeinsparung und der notwendigen Fläche für einen abzudeckenden
Schaufelkanal darstellt.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß das flächige Blechformteil
mit einer Mittelöffnung versehen ist. Diese Mittelöffnung dient zur Durchführung einer
Welle und/oder als Durchströmöffnung für ein zu förderndes Fluid.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigen die
Fig. 1 eine Draufsicht auf ein Stufengehäuse nach dem Stand der Technik,
die
Fig. 2 eine Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes Stufengehäuse, die
Fig. 3 einen zu Fig. 2 gehörenden Blechzuschnitt, die
Fig. 4 eine Abwandlung eines Blechzuschnittes und die
Fig. 5 einen zu Fig. 1 gehörigen Blechzuschnitt nach dem Stand der Technik.
In der Fig. 1 ist eine Draufsicht auf eine Rückführbeschaufelung eines vorbekannten
Stufengehäuses einer mehrstufigen Kreiselpumpe gezeigt. Das hier topfförmige
gestaltete Stufengehäuse 1 ist auf der Zeichenebene mit einer teilweise sichtbaren
äußeren Bodenfläche 2 mit insgesamt vier Schaufeln 3 ausgerüstet. Ein - hier nicht
dargestelltes - Laufrad fördert ein Fluid zu diesen Schaufeln 3, welche es einer
nächsten Pumpenstufe zuführen. Ein an den Schaufeln 3 befestigtes flächiges und
rotationssymmetrisch ausgebildetes Blechformteil 4 hat die Funktion einer
Stufengehäusewand und deckt die zwischen den Schaufeln 3, der Bodenfläche 2
und dem Blechformteil 4 ausgebildeten Schaufelkanäle 5 ab. Aus Gründen einer
besseren Ansicht ist das Blechformteil 4 hier nur teilweise dargestellt, um eine
Einsicht in die Schaufelkanäle 5 zu ermöglichen. Das Blechformteil 4 ist mit einer
Mittelöffnung 6 zur Durchführung einer - hier nicht dargestellten - Welle und/oder zur
Durchleitung eines Fluides versehen. Durch einen im montierten Zustand zwischen
zwei Stufengehäusen ausgebildeten Ringspalt 7 strömt ein aus einem Laufrad aus
tretendes Fluid von außen in die Schaufelkanäle 5 ein. An deren radial inneren Ende
wird es umgeleitet und strömt in dem gezeigten Beispiel einer in der Bodenfläche 2
angeordneten Saugöffnung 8 einer nachfolgenden Pumpenstufe zu. Es ist abhängig
vom konstruktiven Aufbau eines Stufengehäuses, wo die Saugöffnung 8 angeordnet
ist, von der aus eine Überleitung in eine nachgeordnete Pumpenstufe erfolgt.
In der Fig. 2 ist eine neue Stufengehäusewand als ein flächiges Blechformteil 9
dargestellt, ebenfalls nur teilweise, um analog Fig. 1 eine gleiche Ansicht auf die
Schaufelkanäle 5 zu ermöglichen. In dieser Draufsicht ist erkennbar, daß das
flächige Blechformteil 9 von überwiegend quadratischer Grundform ist und einen
polygonal gestalteten äußeren Umfang 10 besitzt. Dieser wird gebildet durch
zueinander im Winkel angeordneten Kanten 11, 11.1, beziehungsweise, 11.1, 11.2,
die durch Linienzüge 12-14 miteinander verbunden sind. Diese Linienzüge können
verschiedene Verläufe aufweisen. Beispielhaft dargestellt sind ein kurvenförmiger
Linienzug 12, zusammengesetzte Linienzüge 13 und ein geradliniger Linienzug 14.
Es können auch andere Verlaufsformen der Linienzüge Anwendung finden. Die
Erfindung ist nicht auf die dargestellten Formen beschränkt.
Ein solches flächiges Blechformteil 9 besitzt im Vergleich zu dem in Fig. 1 aus
Platzgründen dargestellten Blechformteil 4 eine wesentlich kleinere Fläche, wodurch
eine erhebliche Materialeinsparung möglich ist. Aufgrund der im wesentlichen
eckigen Grundform, die im Ausführungsbeispiel vergleichbar einer quadratischen
Fläche ist, kann es direkt aus einem Blechstreifen geschnitten werden. Die Breite
eines als Rohmaterial zur Verfügung stehenden Blechstreifen ist gleich der
minimalen Breite b des Blechformteiles 9. Somit ergibt sich bei einer Herstellung nur
noch ein Abfallanteil, der einer abgeschnittenen - in Fig. 3 gestrichelt dargestellten -
Ecke 15 im Bereich der als Übergänge wirkenden Linienzüge 12, 13 oder 14
entspricht.
In der Fig. 3 ist an einem Blechstreifen 16 eine Abfolge von Stanzschritten bei der
Herstellung eines Blechformteiles 9 von Fig. 2 dargestellt. Aus einem Blechstreifen
16 einer Breite b werden in Abhängigkeit von einem zu verwendenden Werkzeug
zuerst die als Abfall verbleibenden Ecken 15 ausgeschnitten. Deren Größe ist
abhängig von dem gewählten Verlauf eines die Kanten 11-11.2 verbindenden
Linienzuges 12-14. Ein weiterer Abfallanteil entsteht bei der Herstellung der
Mittelöffnung 6, der jedoch unvermeidbar ist, da er zur Durchführung einer Welle
erforderlich ist. Im Bereich der Kante 11.1 erfolgt dann ein Trennschnitt, im gezeigten
Beispiel ein überwiegend gerader Schnitt, welcher zwei im Rohmaterial aneinander
liegende Blechformteile voneinander trennt. Zwischen zwei Blechformteilen entfällt
somit ein bei rotationssymmetrischen Bauteilen bisher üblicher, einen Verschnitt
bildender Zwischenstreifen. Somit entsteht bei einem Minimum an Materialeinsatz
nur noch ein Minimum an Abfall, der abhängig ist von der Ausbildung der Linienzüge
12-14.
Die Ausführungsform der Fig. 4 zeigt eine Abwandlung des Blechformteiles 9. Hierzu
weisen die Kanten 11 einen kurvenförmigen Verlauf nach Art einer Wellenlinie auf,
wobei einander gegenüberliegende Kanten, hier zum Beispiel 11 und 11.2, den
gleichen Verlauf aufweisen. Dies gilt in entsprechender Weise auch für den Verlauf
der verbindenden Linienzüge 12. Somit kann bei materialsparender Gestaltung im
Bedarfsfall eine Anpassung an die Schaufelverläufe in einem Stufengehäuse
erfolgen.
In der Fig. 5 ist die bekannte Herstellung eines Blechformteiles 4 gemäß Fig. 1
gezeigt. Aus Platzgründen erfolgte gegenüber der Fig. 3 eine um 25% verkleinert
gezeichnete Darstellung des als Rohmaterial dienenden Blechstreifens 17. Der
Durchmesser D eines bisher verwendeten, runden Blechformteiles 4 entspricht dem
Abstand zwischen zwei einander gegenüberliegenden Linienzügen 12 vom Blech
formteil nach Fig. 3. In der mittleren Öffnung des Blechstreifens 17 ist zusätzlich und
zum Größenvergleich ein neues Blechformteil 9 gestrichelt eingezeichnet. Daraus
wird gegenüber der in Fig. 3 verwendeten neuen Blechstreifenbreite b deutlich, daß
die bisherige wesentlich größere Blechstreifenbreite B um die Maße 2 mal x und 2
mal y breiter ausgeführt werden mußte, wodurch ein hoher Materialverlust in Form
von Abfall entsteht. B = b + 2x + 2y. Und gegenüber der neuen Lösung existiert im
Blechstreifen 17 ein weiterer Materialverlust z, der im Bereich zwischen zwei
aufeinander folgenden Ausschnitten für Blechformteile 4 gegeben ist. Daraus wird in
überzeugender Weise deutlich, welche Materialersparnis durch die in Fig. 2 bis 4
dargestellte Stufengehäusewand ermöglicht wird.
Claims (5)
1. Stufengehäuse (1) in mehrteiliger Blechbauweise, insbesondere für
Kreiselpumpen, mit im Stufengehäuse (1) angeordneten Schaufeln (3), wobei
von den Schaufeln (3) begrenzte Strömungskanäle (5) durch mindestens ein
mit den Schaufeln verbundenes, flächiges Blechformteil (4, 9) abgedeckt sind,
dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Kanten (11-11.2) den Umfang (10)
des flächigen Blechformteiles (9) bilden, daß zwischen angrenzenden Kanten
(11-11.2) geringe Blechschnittverluste aufweisende Übergänge ausgebildet
sind und daß mindestens zwei einander gegenüberliegende Kanten (11-11.2)
einen gleichen Schnittverlauf aufweisen.
2. Stufengehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die winklig
zueinander angeordneten und durch Linienzüge (12-14) miteinander
verbundenen Kanten (11-11.2) eine Fläche (9) von im wesentlichen
quadratischer Grundform, oder einer verzogenen Abwandlung davon,
einschließen.
3. Stufengehäuse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
verbindenden Linienzüge (12-14) einen geradlinigen, kurvenförmigen
und/oder polygonalen Verlauf aufweisen.
4. Stufengehäuse nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die
Kanten (11-11.2) einen geradlinigen, kurvenförmigen und /oder polygonalen
Verlauf aufweisen.
5. Stufengehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß das flächige Blechformteil (9) mit einer Mittelöffnung (6) versehen ist.
Priority Applications (3)
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Family Applications (1)
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DE10126488A Withdrawn DE10126488A1 (de) | 2001-05-31 | 2001-05-31 | Stufengehäuse in mehrteiliger Blechbauweise |
Country Status (3)
Country | Link |
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EP (1) | EP1390620A1 (de) |
DE (1) | DE10126488A1 (de) |
WO (1) | WO2002097278A1 (de) |
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2001
- 2001-05-31 DE DE10126488A patent/DE10126488A1/de not_active Withdrawn
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2002
- 2002-05-15 EP EP02743013A patent/EP1390620A1/de not_active Withdrawn
- 2002-05-15 WO PCT/EP2002/005342 patent/WO2002097278A1/de not_active Application Discontinuation
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2002097278A1 (de) | 2002-12-05 |
EP1390620A1 (de) | 2004-02-25 |
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Legal Events
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