DE3024600C2

DE3024600C2 - Impeller for centrifugal pumps

Info

Publication number: DE3024600C2
Application number: DE19803024600
Authority: DE
Inventors: Nils Due Jensen; Bent Rodkersbro Larsen; Kurt Frank Bjerringbro Nielsen
Original assignee: Grundfos AS
Current assignee: Grundfos AS
Priority date: 1980-06-28
Filing date: 1980-06-28
Publication date: 1986-07-31
Also published as: DE3024600A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Laufrad für Kreiselpumpen, insbesondere für Umwälzpumpen von Heizungs- und Brauchwasseranlagen, bestehend aus einer metallischen, auf der Pumpenwelle zu befestigenden Nabe und einem aus Kunststoff hergestellten, mit den Schaufeln versehenen Laufradteil der drehschlüssig mit der Nabe verbunden ist und der mit der Nabe in formschlüssigem Eingriff steht, um einerseits den Laufradteil konzentrisch zur Drehachse zu fixieren und andererseits die Nabe und den Laufradteil gegen eine axiale Relativbewegung zu sichern, während eine aufgrund unterschiedlicher Wärmedehnungen entstehende Radialbewegung des Laufradteils im Bezug auf die Nabe möglich ist.The invention relates to an impeller for centrifugal pumps, in particular for circulation pumps in heating and domestic water systems, consisting of a metallic hub to be fastened to the pump shaft and an impeller part made of plastic and provided with blades, which is rotatably connected to the hub and the is in positive engagement with the hub, on the one hand to fix the impeller part concentrically to the axis of rotation and on the other hand to secure the hub and the impeller part against axial relative movement, while a radial movement of the impeller part in relation to the hub is possible due to different thermal expansions.

Bei Laufrädern der vorerwähnten Art (FR-PS 21 971) wird der Drehschluß zwischen der Nabe und dem aus einem Kunststoff bestehenden Laufradteil durch Reibschluß hergestellt, wobei auch eine axiale Relativbewegung der beiden Teile unterbunden wird. Ein Reibschluß dieser Art kann bei auftretenden Temperaturänderungen oder unterschiedlichen Belastungen zu einem Lösen der Reibverbindung Anlaß geben.In impellers of the aforementioned type (FR-PS 21 971), the rotational lock between the hub and made of a plastic impeller part by frictional engagement, with an axial Relative movement of the two parts is prevented. A frictional engagement of this type can occur when Temperature changes or different loads cause a loosening of the friction connection give.

Weiter ist in der DE-OS 29 03 064 eine Kreiselpumpe offenbart, bei der das Laufrad aus mindestens drei Teilen besteht, die keine montagefertige Einheit bilden, so daß der Zusammenbau relativ aufwendig ist.Furthermore, DE-OS 29 03 064 discloses a centrifugal pump in which the impeller consists of at least three There are parts that do not form a ready-to-assemble unit, so that assembly is relatively complex.

Aus der US-PS 23 02 437 ist es bei den dort erörterten Gebläsen bekannt, die aus Gummi oder dergleichen bestehenden Gebläseflügel zur bleibend gekrümmten Formgebung mit einem verformbaren Blechstreifen durch Vulkanisation zu verbinden, aus dem durch Stanzen hergestellte Lappen herausgebogen werden, die zur Verbindung mit einer Nabe in Schlitze der Nabe eingeführt werden.From US-PS 23 02 437 it is known in the blowers discussed there, which are made of rubber or the like existing fan blades for a permanently curved shape with a deformable sheet metal strip to connect by vulcanization, from which tabs produced by punching are bent out, which are inserted into slots in the hub for connection to a hub.

Das DE-GM 72 04 839 offenbart ein Kunststoff-Radiallüfterrad, dessen einzelne Flügel mit Zapfen versehen sind, die durch Bohrungen einer Blechronde greifen und mit der Blechronde vernietet oder verschweißt werden, wobei die Blechronde zur Befestigung auf dem Motor dient.DE-GM 72 04 839 discloses a plastic radial fan wheel, the individual blades of which have a pin are provided that reach through holes in a sheet metal blank and riveted to the sheet metal blank or be welded, whereby the sheet metal blank is used to attach it to the engine.

Die Aufgabe der Erfindung besieht darin, ein Laufrad für Kreiselpumpen der eingangs erwähnten Art vorzuschlagen, welches einerseits allen Kräften widersteht, korrosions- und kavitationsbeständig ist und andererseits eine Verbindung zwischen dem die Flügel tragenden Laufrad aus Kunststoff und der Nabe aus Metall zuläßt, die die beiden Werkstoffeigenschaften optimal nutzt, einfach und preisgünstig herzustellen ist. Diese Aufgabe wird nach der Erfindung bei einem Laufrad der eingangs erwähnten Art dadurch gelöst, daß der Drehschluß zwischen der Nabe und dem Laufradtel! durch mindestens drei achsparallele Zapfen-Loch-Verbindungen hergestellt ist, daß die achsparallelen Zapfen mit dem Laufradteil ein einheitliches Bauteil aus Kunststoff bilden und durch Löcher e^;nes radialen Nabenflansches greifen und daß die Zapfen und die Löcher mit gleichen Abständen zueinander und konzentrisch auf einem um die Drehachse verlaufenden Kreis angeordnet sind. Vorteilhaft wird nach einer weiteren Ausbildung so vorgegangen, daß ein Teilbereich des Laufradteiles durch thermische Verformung von außen über einen umlaufenden Rand der Nabe umgelegt ist, um die erwähnte Sicherung gegen eine axiale Relativbewegung zwischen Nabe und Laufradteil zu bilden.The object of the invention is to propose an impeller for centrifugal pumps of the type mentioned, which on the one hand withstands all forces, is corrosion and cavitation-resistant and on the other hand allows a connection between the plastic impeller carrying the blades and the metal hub that the two Optimally uses material properties, is easy and inexpensive to manufacture. This object is achieved according to the invention with an impeller of the type mentioned in that the rotational lock between the hub and the impeller! is made by at least three axially parallel pin-hole connections that the axially parallel pins form a unitary component made of plastic with the impeller part and through holes e ^; grip nes radial hub flange and that the pins and the holes are arranged at equal distances from one another and concentrically on a circle extending around the axis of rotation. Advantageously, according to a further embodiment, the procedure is such that a portion of the impeller part is folded over by thermal deformation from the outside over a circumferential edge of the hub in order to provide the aforementioned protection against axial relative movement between the hub and impeller part.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigtAn exemplary embodiment of the invention is shown in the drawing. It shows

Fig. 1 einen Schnitt durch das Laufrad gemäß der Schnittlinie A-A, 1 shows a section through the impeller according to the section line AA,

F i g. 2 eine Aufsicht auf das Laufrad nach F i g. 1 und F i g. 3 eine Seitenansicht der Nabe im Teilschnitt und im größeren Maßstab.F i g. 2 shows a plan view of the impeller according to FIG. 1 and F i g. 3 is a side view of the hub in partial section and on a larger scale.

Das Laufrad besteht aus der metallischen Nabe 1 und dem im wesentlichen radial verlaufenden, aus zwei gespritzten Kunststoffteilen aufgebauten Laufradteil. Diese beiden Kunststoffteile sind die hintere Deckscheibe 2 mit den angeformien Schaufeln 3 und die vordere Deckscheibe 4, die mit den Schaufeln 3 verschweißt und auf diese Weise mit der Deckscheibe 2 verbunden ist.The impeller consists of the metallic hub 1 and the essentially radial hub of two molded plastic parts built-up impeller part. These two plastic parts are the rear cover disk 2 with the molded blades 3 and the front cover plate 4, which is welded to the blades 3 and is connected to the cover plate 2 in this way.

In dieser hinteren Decksclieibe 2 befindet sich eine konzentrisch um die Mittelachse bzw. Drehachse χ verlaufende Ringnut 5. Auf der gleichen Seite sitzen die drei aus Kunststoff bestehenden achsparallelen Zapfen 6, die mit gleichen Abständen zueinander und zur Achse χ angeordnet sind.In this rear cover disc 2 there is an annular groove 5 running concentrically around the central axis or axis of rotation χ . On the same side are the three axially parallel pins 6 made of plastic, which are arranged at the same distances from one another and from the axis χ .

Die Nabe I wird so in die Deckscheibe 2 eingeschoben, daß die Zapfen 6 durch Ausnehmungen bzw. Löcher 7 der Nabe I greifen werden. Auf diese Weise sind die Nabe und der Laufradteil drehschlüssig miteinander verbunden. Dabei könnte die Möglichkeit einer geringfügigen radial Relativbewegung zwischen Nabe und Laufradteil zugelassen und dadurch geschaffen werden, daß die Zapfen 6 mit etwas Spiel durch die *5 Löcher 7 greifen.The hub I is pushed into the cover plate 2 that the pin 6 through recesses or holes 7 of the hub I will grab. In this way the hub and the impeller part are rotationally locked connected with each other. The possibility of a slight radial relative movement between Hub and impeller part are approved and created in that the pin 6 with some play through the * 5 grab holes 7.

Gegen eine axiale Relativbewegung sind der Laufradteil 2, 3 und 4 und die Nabe I dadurch gesichert, daß gemäß Fig. 1 ein Teilbereich 8 der Deckelscheibe 2The impeller part 2, 3 and 4 and the hub I are secured against axial relative movement in that according to FIG. 1, a partial area 8 of the cover disk 2

durch thermische Verformung von außen auf einen umlaufenden Rand Xb der Nabe umgelegt ist. Der Teilbereich 8 ist vor seiner Verformung beispielsweise als konzentrisch um die Achse .y laufender Ring am Deckel 2 angespritzt und wird, nachdem die Nabe 1 in den Laufradteil geschoben ist und mit ihrem Rand in der Nut 5 liegt, durch Wärme- und Druckanwendung auf den Rand \b umgelegt.is folded over by thermal deformation from the outside onto a circumferential edge Xb of the hub. The sub-area 8 is injected onto the cover 2 prior to its deformation, for example as a ring running concentrically around the axis Edge \ b turned down .

Wie es die Fig. 1 erkennen läßt, haben der Laufradteil 2, 3 und 4 und die Nabe 1 im Bereich ihrer koaxialen 'Jberdeckung einen Abstand a zueinander, so daß sie in diesem Bereich einen einendig offenen Zylinderraum begrenzen. Auf diese Weise wird erreicht, daß Drehkräfte von der Nabe auf den Laufradteil im wesentlichen nur über die Zapfen-Loch-Verbindung 6,7 übertragen werden. Außerdem werden auch die beim Zusammenfügen von Nabe und Welle auftretenden Kräfte nicht auf den Laufradteil übergehen.
Das auf diese Weise entstandene Laufrad ist so leicht, daß es nicht mehr gewuchtet werden muß. Es hat eine außerordentlich glatte Oberfläche und daher einen guten Wirkungsgrad. Der Kunststoff ist kavitationsbeständig. Das gleiche gilt auch für die Nabe 1, die zweckmäßigerweise aus Chrom-Nickel-Stahiblech gepreßt ist. Im übrigen kann das Laufrad wegen seines einfachen Aufbaus in großer Serie wirtschaftlich und weitgehend automatisch hergestellt werden.As can be seen from FIG. 1, the impeller part 2, 3 and 4 and the hub 1 have a distance a from one another in the region of their coaxial cover, so that they delimit a cylinder space open at one end in this region. In this way it is achieved that rotational forces are transmitted from the hub to the impeller part essentially only via the pin-hole connection 6, 7. In addition, the forces that occur when the hub and shaft are joined together will not be transferred to the impeller part.
The impeller created in this way is so light that it no longer needs to be balanced. It has an extremely smooth surface and is therefore very efficient. The plastic is resistant to cavitation. The same also applies to the hub 1, which is expediently pressed from chrome-nickel steel sheet. In addition, because of its simple structure, the impeller can be produced economically and largely automatically in large series.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Impeller for centrifugal pumps, in particular for circulation pumps in heating and service water systems, consisting of a metallic hub (1) to be attached to the pump shaft and an impeller part (2,3,4) made of plastic and provided with blades (3) , which is rotationally connected to the hub and which is in positive engagement with the hub, on the one hand to fix the impeller part concentrically to the axis of rotation (x) and on the other hand to secure the hub and the impeller part against an axial relative movement, while one that occurs due to different thermal expansions Radial movement of the impeller part with respect to the hub is possible, characterized in that the rotational connection between the hub (t) and the impeller part (2, 3, 4) is produced by at least three axially parallel pin-hole connections (6, 7) . that the axially parallel pins (6) form a unitary component made of plastic with the impeller part and reach through holes (7) of a radial hub flange (Xa) and that the pins (6) and the holes (7) are equidistant from one another and concentrically on one are arranged around the axis of rotation (x) extending circle.

2. Impeller according to claim 1, characterized in that a portion (8) of the impeller part (2, 3, 4) is folded over by thermal deformation from the outside over a circumferential edge (\ b) of the hub (I) to the aforementioned fuse to form against an axial relative movement between the hub and the impeller part.