DE3307386A1

DE3307386A1 - Laufrad fuer pumpen, verdichter, geblaese und dgl.

Info

Publication number: DE3307386A1
Application number: DE19833307386
Authority: DE
Inventors: Hermann Dipl.-Ing. 8789 Oberbach Geyer; Hans 8550 Forchheim Winkler
Original assignee: WILDEN KG
Current assignee: WILDEN KG
Priority date: 1983-03-02
Filing date: 1983-03-02
Publication date: 1984-09-06

Description

Laufrad für Pumpen, Verdichter, Gebläse und dgl.

Die Erfindung betrifft ein aus einem Kunststoffmaterial geformtes Laufrad für Pumpen, Verdichter, Gebläse und dgl., mit einer Nabe, in der zur Befestigung des Laufrades auf einer Welle eine Büchse aus Metall verankert ist.

Insbesondere betrifft die Erfindung ein Kunststoff-Laufrad für die Kühlmittelpumpe eines Verbrennungsmotors. Im Einsatz befindliche derartige Laufräder bestehen trotz ihres'hohen Gewichtes und verschiedener anderer Mängel wegen der geringen Fertigungskosten aus Grauguss. Versuche, unter Behebung der bestehenden Mängel derartige Laufräder aus einem Kunststoffmaterial zu fertigen, scheiterten bislang vornehmlich an dem Umstand, dass die für die Befestigung auf einer Welle in der Nabe

des Laufrades vorzusehende Metallbüchse die Fertigungs-•' kosten in einem solchen Ausmass erhöht, dass wirtschaftliche Erwägungen den Ersatz der gegenwärtig verwendeten Laufräder aus Grauguss durch solche aus Kunststoffmaterial nicht erlauben. Ursache für die hohen Fertigungskosten ist, dass die Büchsen bislang entweder durch spanabhebende Bearbeitung hergestellte Drehteile oder aus Sintermetall waren.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Laufrad der eingangs erwähnten Art zu schaffen, das ohne Einbusse an Betriebstauglichkeit und -zuverlässigkeit in ähnlich wirtschaftlicher und preisgünstiger Weise wie

die herkömmlich verwendeten Laufräder aus Grauguss hergestellt werden kann.

Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Metallbüchse ein im Ziehverfahren herge-• stelltes Formteil ist.

In der Nabe des erfindungsgemässen Laufrades aus einem geeigneten Kunststoffmaterial, insbesondere einem faserverstärkten thermoplastischen Kunststoff, ist somit eine Büchse fest verankert, die im leicht automatisierbaren und mit nur geringen Fertigungskosten verbundenen Ziehverfahren hergestellt ist. Versuche haben gezeigt, dass überraschenderweise die gezogene Metallbüchse nach der Erfindung hinsichtlich ihres Betriebsverhaltens und ihrer Dimensionsgenauigkeit in keiner Weise den teuren Sintermetallbüchsen oder spanabhebend hergestellten Büchsen nachsteht. Dennoch konnten durch die Erfindung die Fertigungskosten für das Laufrad insgesamt soweit gesenkt werden, dass dem Austausch der bislang verwendeten Laufräder aus Grauguss durch die wegen ihrer vorteilhaften Eigenschaften zu bevorzugenden Laufräder aus Kunststoff nichts mehr im Wege steht.

Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die gezogene Metallbüchse eine längs ihres äusseren Umfanges ausgebildete Einrichtung zur Schaffung einer formschlüssigen Verbindung wenigstens in ümfangsrichtung zwischen Büchse und Nabe aufweist. Bei dieser formschlüssigen Verbindung kann es sich in besonders vorteilhafter Weise um eine Axialriffelung handeln, die im Zuge des Ziehens der Büchse an dieser ausgebildet werden kann.

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Andere Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen aufgeführt.

Eine Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein erfindungsgemäss aufgebautes Wasserpumpenlaufrad in Seitenansicht mit Darstellung der daran angeformten Schaufeln, 10

Fig. 2 das Laufrad nach Fig. 1 in längsgeschnittener Ansicht.

Nach Fig. 1 und 2 umfasst das Wasserpumpehlaufrad gemäss der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung in an sich bekannter Weise einen Grundkörper 1 mit der dargestellten und an sich bekannten im wesentlichen trichterförmigen Gestalt. - Längs des Umfanges des Grundkörpers 1 ist ebenfalls in an sich bekannter Weise eine Vielzahl von Schaufeln 2 ausgebildet. Weiter ist an dem Grundkörper 1 integral eine zentrale rohrförmige Nabe 3 angeformt. Das Laufrad besteht aus einem geeigneten Kunststoffmaterial und wird vorzugsweise im Spritzgiessverfahren hergestellt. Geeignete Kunststoffmaterialien sind insbesondere faserverstärkte thermoplastische Kunststoffe wie Polyamid und Polyphenylensulfid, doch ist die Erfindung auf diese Kunststoffmaterialien nicht beschränkt.

Wie dargestellt, ist in der Nabe 3 ein Einsatzteil bzw. eine Büchse 4 zur Befestigung (z.B. durch Pressitz) des Laufrades auf einer nicht gezeigten Welle fest verankert. Bei der Büchse 4 handelt es sich erfindungsgemäss um ein im Ziehverfahren hergestelltes Formteil aus Metall, insbesondere Stahl. Zur Schaffung einer formschlüssigen

Verbindung zwischen dem Kunststoffmaterial der Nabe 3 und der Büchse 4 ist längs deren äusseren Umfang eine bei 6 angedeutete Axialriffeiung vorgesehen, die in Zusammenhang mit dem Ziehen der Büchse gleichzeitig ausgebildet werden kann. Es wurde festgestellt, dass die Axialriffeiung in der Vielzahl der Anwendungsfälle, insbesondere bei Wasserpumpenlaufrädern für Verbrennungsmotore , ausreicht, um die einwirkenden Drehmomente zwischen Büchse 4 und Nabe 3 schlupffrei übertragen zu können. Die Erfindung ist jedoch auf das Vorsehen einer Axialriffelung nicht beschränkt. Vielmehr kann deren Funktion auch von einer entsprechenden Querschnittskonfiguration der Büchse selbst übernommen werden, indem diese beim Ziehen z.B. in eine wellen- oder zick-zackförmige Gestalt geformt wird.

Wie dargestellt, ist die dem Grundkörper 1 des Laufrades abgewandte Stirnfläche der Nabe 3 durch eine flanschartige Erweiterung 7 der Büchse abgedeckt. Diese flanschartige Erweiterung hat nicht nur eine Schutzfunktion bezüglich des Kunststoffmaterials der Nabe 3, sondern trägt auch in Verbindung mit in der Büchse vorgesehenen Löchern oder Bohrungen 5 zur Axialfixierung der Büchse in der Nabe 3 bei. Wie dargestellt, sind die Löcher oder Bohrungen 5 an einer zentralen Stelle der Büchse zwischen deren axialen Enden umfänglich verteilt vorgesehen. In diese Löcher oder Bohrungen 5 dringt das Kunststoffmaterial beim Spritzgiessen des Laufrades ein, wodurch die Büchse eine feste axiale Fixierung in der Nabe 3 erhält.

Im übrigen entspricht der sonstige Aufbau des Wasserpumpenlaufrades demjenigen der herkömmlich verwendeten Laufräder aus Grauguss, so dass sich insofern eine nähere Erläuterung erübrigt. Die Erfindung ist jedoch auf derartige Pumpenlaufräder nicht beschränkt, sondern kann in gleich vor-

teilhafter Weise auch für die Laufräder von Verdichtern, Gebläsen und ähnlichen Einrichtungen angewendet werden. Auch ist das Umspritzen eines Einlegeteiles aus Metall eine dem Fachmann geläufige Massnahme, auf die insofern hier nicht näher eingegangen werden braucht.

Nachfolgend wird ein, jedoch nicht einschränkend in Bezug auf den Schutzbereich der Erfindung zu verstehendes Beispiel der Herstellung der gezogenen Metallbüchse 4 gemäss Fig. 1 und 2 gegeben: Zunächst wird aus einem Metallblech mit geeigneter Dicke ein scheibenförmiger Rohling ausgestanzt. Dieser wird dann mittels einer herkömmlichen geeigneten Ziehvorrichtung unter gleichzeitiger Ausbildung der axialen Riffelung 6 zu einem im wesentliehen hutförmigen Teil gezogen, dessen Bodenwand in einem nächsten Schritt ausgestanzt wird. Als abschliessender Fertigungsschritt werden die Bohrungen 5 ausgestanzt.

Bei der vorbeschriebenen Ausführungsform erfolgt die Befestigung des Laufrades durch Pressitz auf einer nicht gezeigten Welle, indem der Innendurchmesser der Metallbüchse beim Ziehen auf ein entsprechendes Presspassungsmass gebracht wird. Wenn erwünscht, kann jedoch an der gezogenen Metallbüchse auch die Bodenwand verbleiben, um seitens der Bodenwand,ζ.B. mittels einer durch die Bodenwand geführten und in der Welle eingeschraubten Schraube,eine Befestigung des Laufrades auf der Welle zu erzielen.

Claims

POHLMANN & SCHMIDT

Patentanwälte

Dr. Horst Schmidt CDipi-mg.) Eckart Pohlmann

Zugelassene Vertreter beim Europäischen Patentamt

8000 München 40 Siegfriedstrasse 8 Telefon C089) 3916 39 Telex 5 213 260 pspa d

DE 439'Sch/ht

Wilden KG, Ringstrasse 2, 8473 Pfreimd

PATENTANSPRÜCHE

M J Aus einem Kunststoffmaterial geformtes Laufrad für Pumpen, Verdichter, Gebläse und dgl., mit einer Nabe, in der eine Büchse aus Metall verankert ist, dadurch gekennzeichnet , dass die Metallbüchse (4) ein im Ziehverfahren hergestelltes Formteil ist.
2. Laufrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass die gezogene Metallbüchse (4) eine längs ihres äusseren Umfanges ausgebildete Einrichtung (6) zur Schaffung einer formschlüssigen Verbindung wenigstens in Umfangsrichtung zv/ischen Büchse und Nabe (2) aufweist.
3. Laufrad nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die die formschlüssige Verbindung in Umfangsrichtung schaffende Einrichtung eine Axialriff elung (6) ist.
4. Laufrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass an der gezogenen Metallbüchse (4) eine Einrichtung (5) zur axialen Fixierung der Büchse relativ zur Nabe (2) vorgesehen ist.
5. Laufrad nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , dass die die axiale Fixierung schaffende Einrichtung ein oder mehrere Löcher oder Bohrungen

(5) umfasst, die an einer im wesentlichen zentralen umfänglichen Stelle zwischen den axialen Enden der Büchse (4) vorgesehen sind.

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