DE102006018117A1

DE102006018117A1 - Kreiselpumpe für abrasive Flüssigkeiten

Info

Publication number: DE102006018117A1
Application number: DE200610018117
Authority: DE
Inventors: Peter Wagner
Original assignee: Brinkmann Pumpen KH Brinkmann GmbH and Co KG
Current assignee: Brinkmann Pumpen KH Brinkmann GmbH and Co KG
Priority date: 2006-04-18
Filing date: 2006-04-18
Publication date: 2007-10-25
Anticipated expiration: 2026-04-19
Also published as: DE102006018117B4

Abstract

Kreiselpumpe für abrasive Flüssigkeiten, mit einem durch mindestens ein Gußteil (12) gebildeten Gehäuse, das eine von der Flüssigkeit durchströmte Höhlung (36, 38) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest Teile der Innenwände der Höhlung (36, 38) durch ein in das Gußteil (12) eingegossenes Verschleißschutzteil (40) aus abriebfestem Metall gebildet werden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kreiselpumpe für abrasive Flüssigkeiten, mit einem durch mindestens ein Gußteil gebildeten Gehäuse, das eine von der Flüssigkeit durchströmte Höhlung aufweist.
Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf Kühlschmierstoffpumpen, die in Werkzeugmaschinen dazu dienen, eine bei der Bearbeitung eines Werkstücks verwendete Kühlschmierstoffemulsion, die in einem Reservoir im Maschinenbett der Werkzeugmaschine gesammelt wird, zum Werkzeug zurückzupumpen.
Herkömmliche Kreiselpumpen dieser Art weisen ein Gehäuse aus Grauguß auf, das zumeist aus zwei aneinandergeflanschten Gußteilen besteht, die zusammen die Höhlung für das gepumpte Medium definieren. Diese Höhlung gliedert sich typischerweise in eine Pumpenkammer mit Ansaugstutzen und einen sich an den Umfang der Pumpenkammer anschließenden Spiralkanal, der am stromabwärtigen Ende in einen Druckstutzen und schließlich in einen Anschlußstutzen übergeht.
Wenn die gepumpte Flüssigkeit abrasive Festpartikel enthält, wie es beispielsweise bei Kühlschmierstoffemulsionen der Fall ist, die bei der Bearbeitung des Werkstücks entstehende Metallspäne enthalten, so kommt es an den Innenwänden der Höhlung zu einem erhöhten Verschleiß, der die Lebensdauer der Pumpe begrenzt. Ein besonders hoher Verschleiß tritt dabei in den Zonen der Höhlung auf, in denen die Flüssigkeit ihre Strömungsrichtung ändert, beispielsweise am Übergang zwischen dem Spiralkanal und dem Druckstutzen.
Um die Lebensdauer der Pumpe zu erhöhen, ist es denkbar, das Pumpengehäuse nicht aus Grauguß, sondern aus einem verschleißfesteren Material zu fertigen, beispielsweise einem hochlegierten Stahl wie etwa einem Cr-Mb-Stahl. Diese verschleißfesteren Materialien verursachen jedoch beträchtlich erhöhte Materialkosten und haben zudem den Nachteil, daß sie sich schwerer bearbeiten lassen, so daß auch erhöhte Bearbeitungskosten entstehen.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Kreispumpe für abrasive Flüssigkeiten zu schaffen, die sich zu geringen Kosten fertigen läßt und dennoch eine erhöhte Verschleißfestigkeit aufweist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Kreiselpumpe der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß zumindest Teile der Innenwände der Höhlung durch ein in das Gußteil eingegossenes Verschleißschutzteil aus abriebfestem Metall gebildet werden.
So kann der überwiegende Teil des Gehäuses weiterhin aus einem relativ kostengünstigen Material wie beispielsweise Grauguß gefertigt werden, während die besonders beanspruchten Teile der Innenwände der Höhlung durch das eingegossene Verschleißschutzteil gebildet werden und somit besser gegen Abrieb geschützt sind. Da der überwiegende Teil des Gehäuses, insbesondere dessen Außenflächen, weiterhin aus Grauguß bestehen, läßt sich das Gehäuse ähnlich wie ein herkömmliches, ganz aus Grauguß bestehendes Pumpengehäuse zu verhältnismäßig geringen Kosten nachbearbeiten. Im Verhältnis zur Gesamtmasse des Gehäuses hat das Verschleißschutzteil nur eine relativ geringe Masse, so daß auch bei Verwendung eines verschleißfesten und dementsprechend teuren Materials die Materialkosten insgesamt nur wenig erhöht werden. Das Verschleißschutzteil läßt sich durch Einsatzgießen auf einfache Weise in das Pumpengehäuse integrieren. Auf diese Weise gelingt es, zu relativ geringen Kosten ein Pumpengehäuse herzustellen, das bei einem Einsatz der Pumpe für abrasive Flüssigkeiten eine deutlich erhöhte Lebensdauer aufweist.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Vorzugsweise ist das Verschleißschutzteil ein Feingußteil aus einer abriebfesten Stahllegierung, beispielsweise aus Cr-Mb-Stahl.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform kleidet das Verschleißschutzteil nur diejenigen Bereiche der Höhlung des Pumpengehäuses aus, die einem besonders hohen Verschleiß unterliegen, insbesondere den Übergangsbereich zwischen dem Spiralkanal und dem Druckstutzen. Das Verschleißschutzteil ist dabei vorzugsweise so in das umgebende Material eingegossen, daß die Innenflächen der Höhlung an der Nahtstelle zwischen dem Verschleißschutzteil und dem umgebenden Gußmaterial glatt ineinander übergehen. Dies läßt sich beispielsweise dadurch erreichen, daß das insgesamt im wesentlichen rohrförmige Verschleißschutzteil schon bei der Herstellung des aus Formsand bestehenden Formkerns für die Höhlung in den Kernkasten integriert wird und beim Einfüllen des Formsands in die Höhlung des Kernkastens mit dem Formsand ausgefüllt wird. Wenn dann nach dem Abbinden des Formsands der Formkern aus dem Kernkasten entformt wird, sitzt das Verschleißschutzteil bereits passend auf dem Formkern und kann zusammen mit diesem in die eigentliche Gießform eingesetzt und mit Grauguß umgossen werden.
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen:
1 einen axialen Teilschnitt durch eine erfindungsgemäße Kreiselpumpe mit eingegossenem Verschleißschutzteil;
2 eine perspektivische, angeschnittene Ansicht eines Oberteils des Pumpengehäuses mit Verschleißschutzteil; und
3 und 4 aufgeschnittene perspektivische Ansichten des Oberteils des Pumpengehäuses, zur Illustration der Lage des Verschleißschutzteils in dem Pumpengehäuse.
Die in 1 gezeigte Kreiselpumpe weist ein Gehäuse 10 auf, das durch zwei aneinandergeflanschte Gußteile 12, 14 gebildet wird. Bei den Gußteilen 12, 14 handelt es sich um ein Oberteil 12 und ein Unterteil 14, die aus Grauguß oder ggf. auch aus Kunststoff bestehen können.
Das Unterteil 14 bildet eine Pumpenkammer 16 und einen Ansaugstutzen 18 sowie Füße 20, mit denen die Pumpe so auf den Boden eines nicht gezeigten Flüssigkeitsbehälters aufgestellt werden können, daß sich die Ansaugöffnung 22 am unteren Ende des Ansaugstutzens 18 etwas oberhalb des Behälterbodens befindet.
Im Oberteil 12 ist eine Welle 24 gelagert, die durch einen nicht gezeigten Motor angetrieben wird und am unteren Ende innerhalb der Pumpenkammer 16 ein mit Flügeln 26 bestücktes Radial-Laufrad 28 und innerhalb des Ansaugstutzens 18 ein Axial-Laufrad 30 mit schraubenförmigen Flügeln 32 trägt. Die unteren Kanten der Flügel 32 sind als Schneiden ausgebildet, die mit in die Ansaugöffnung 22 hineinragenden Gegenschneiden 34 zusammenwirken, so daß mit der Flüssigkeit angesaugte Metallspäne zerkleinert werden können.
Das Oberteil 12 bildet außerdem einen Spiralkanal 36, der sich nach oben an den Umfangsrand der Pumpenkammer 16 anschließt und dessen Höhe in Rotationsrichtung des Radial-Laufrades 18 zunimmt. Der Spiralkanal 36 mündet in einen Druckstutzen 38, der ebenfalls durch das Oberteil 12 des Gehäuses gebildet wird.
Ein Verschleißschutzteil 40, das durch ein Feingußteil aus einem hochlegierten Cr-Mb-Stahl gebildet wird, ist so in das Oberteil 12 eingegossen, daß es die Innenwände der durch den Druckstutzen 38 und den Spiralkanal 36 gebildeten Höhlung im Übergangsbereich zwischen dem Spiralkanal 36 und dem Druckstutzen 40 auskleidet. So werden die Innenwände des Druckstutzens 38 im unteren Bereich dieses Druckstutzens sowie die Innenwände des Spiralkanals 36 im Bereich der Mündung 42 dieses Spiralkanals in den Druckstutzen durch das verschleißfeste Material des Verschleißschutzteils 40 gebildet.
Im Betrieb wird die mit Metallspänen verunreinigte Flüssigkeit, beispielsweise eine Kühlschmierstoffemulsion, mit Hilfe des Axial-Laufrades 30 angesaugt. Dabei werden die Metallspäne durch die Flügel 32 und die Gegenschneiden 34 zerkleinert. In der Pumpenkammer 16 wird die Flüssigkeit dann durch das Radial-Laufrad 28 gepumpt und durch Zentrifugalwirkung in den Spiralkanal 36 gedrückt, so daß es über die Mündung 42 in den Druckstutzen 38 strömt. Am Übergang vom Spiralkanal 36 in den Druckstutzen 38 wird dabei die Flüssigkeit stark umgelenkt, so daß die noch in der Flüssigkeit enthaltenen zerkleinerten Metallspäne auf die Innenwand des Druckstutzens prallen. Da diese Innenwand hier jedoch durch das Verschleißschutzteil 40 gebildet wird, läßt sich der Verschleiß erheblich reduzieren.
In 2 ist das Oberteil 12 des Gehäuses in einer perspektivischen Ansicht schräg von unten gezeigt, so daß man in den Spiralkanal 36 blickt, dessen Höhe hier in Gegenuhrzeigerrichtung zur Mündung 42 hin zunimmt. Der rechte Teil des Gehäuses 12 ist in 2 abgeschnitten, so daß man das in das Gehäuse eingebettete Verschleißschutzteil 40 erkennen kann. Man sieht, daß dieses Verschleißschutzteil 40 mit einer Art "Schnabel" 44 ein Stück weit in den Spiralkanal 36 hineinragt. An einer Nahtstelle 46 geht die Innenwand des Verschleißschutzteils 40 dann glatt in die Innenwand des durch das Gußteil gebildeten Hauptabschnitts des Spiralkanals 36 über.
3 zeigt das aufgeschnittene Oberteil 12 gemäß 2 aus einer etwas anderen Blickrichtung, und 4 zeigt den Teil des Oberteils 12, der in 3 fehlt, und in beiden Figuren ist das eingegossene Verschleißschutzteil 40 vollständig dargestellt. Man erkennt, daß das Verschleißschutzteil 40 mit einem gekrümmten Wandabschnitt 48 auch den Boden des Druckstutzens 38 (in 3 am oberen Ende des Druckstutzens) auskleidet. Die aus dem Spiralkanal 36 austretende Flüssigkeit prallt vornehmlich auf den verschleißfesten Wandabschnitt 48 auf und wird durch diesen in den Druckstutzen 38 umgelenkt. An den Druckstutzen schließt sich stromabwärts ein angewinkelter, mit einem Flansch 50 versehener Anschlußstutzen 52 an, der im gezeigten Beispiel nicht mehr mit dem Verschleißschutzteil 40 ausgekleidet ist.
In einer modifizierten Ausführungsform könnte das Verschleißschutzteil 40 jedoch so verlängert sein, daß es auch den im Übergangsbereich zwischen Druckstutzen 38 und Anschlußstutzen 52 gebildeten Krümmer zumindest an der radial äußeren Seite auskleidet. Ebenso könnte sich in einer modifizierten Ausführungsform der Schnabel 44 des Verschleißschutzteils auch tiefer in den Spiralkanal 36 hinein erstrecken. Schließlich ist es auch denkbar, die durch das Unterteil 14 des Gehäuses gebildete Pumpenkammer 16 und/oder die Innenwand des Ansaugstutzens 18 mit einem in das Unterteil 14 eingegossenen Verschleißschutzteil auszukleiden.

Claims

Kreiselpumpe für abrasive Flüssigkeiten, mit einem durch mindestens ein Gußteil (12, 14) gebildeten Gehäuse (10), das eine von der Flüssigkeit durchströmte Höhlung (16, 18, 36, 38) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest Teile der Innenwände der Höhlung (16, 18, 36, 38) durch ein in das Gußteil (12) eingegossenes Verschleißschutzteil (40) aus abriebfestem Metall gebildet werden.
Kreiselpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschleißschutzteil (40) aus einer verschleißfesten Stahl-Legierung besteht.
Kreiselpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschleißschutzteil (40) ein Feingußteil ist.
Kreiselpumpe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gußteil (12) ein Oberteil des Gehäuses (10) ist und einen Spiralkanal (36) sowie einen sich stromabwärts daran anschließenden Druckstutzen (38) bildet und daß das Verschleißschutzteil (40) die Höhlung im Übergangsbereich zwischen dem Spiralkanal (36) und dem Druckstutzen (38) auskleidet.
Kreiselpumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschleißschutzteil (40) insgesamt rohrförmig ausgebildet und flächenbündig in die Wand des Druckstutzens (38) eingebettet ist.
Kreiselpumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschleißschutzteil (40) mit einem Schnabel (44) in das stromabwärtige Ende des Spiralkanals (36) hineinragt.
Kreiselpumpe nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschleißschutzteil (40) einen gekrümmten Wandabschnitt (48) aufweist, der die Flüssigkeit aus dem Spiralkanal (36) in den Druckstutzen (38) umlenkt.