DE3425048A1

DE3425048A1 - Verfahren zur herstellung eines rotors fuer eine rotationsfluidpumpe

Info

Publication number: DE3425048A1
Application number: DE19843425048
Authority: DE
Inventors: Yukio Kazo Saitama Horikoshi; Hiroshi Utsunomiya Tochigi Sakamaki; Susumu Hanyu Saitama Sugishita
Original assignee: Nippon Piston Ring Co Ltd
Current assignee: Nippon Piston Ring Co Ltd
Priority date: 1983-07-16
Filing date: 1984-07-06
Publication date: 1985-03-07
Also published as: US4551896A; GB2143587B; DE3425048C2; JPS6021134A; GB8415899D0; GB2143587A; FR2549160B1; CA1227019A; FR2549160A1

Description

Verfahren zur Herstellung eines Rotors für eine Rotations·

fluidpumpe

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein verbessertes Verfahren zur Herstellung eines Rotors für eine Fluidpumpe. Rotationsfluidpumpen sind weit verbreitet bei industriellen Anwendungsgebieten im Einsatz. Hinsichtlich ihres Gewichts jedoch besteht seit langem ein Bedürfnis nach einer gewichtsmäßig leichten Rotationsfluidpumpe, die effizient arbeitet, dauerhaft ist und einfach herzustellen ist. Bei den Anwendungsgebieten der Transporttechnik und der Kraftfahrzeugtechnik ist ein Bedürfnis nach gewichtsmäßig leichten Rotationspumpen zur Energieeinsparung vorhanden.

Der Rotor einer solchen Pumpe nimmt einen beträchtlichen Teil des Innenvolumens der Pumpe ein und wenn der Rotor gewichtsmäßig leichter gemacht werden kann, kann das Leistungsverhalten der Pumpe beträchtlich verbessert werden. Der Rotor ist jedoch beträchtlichen Beanspruchungen während des Betriebs ausgesetzt und bei jeglicher Gewichtseinsparung muß auch die Tatsache berücksichtigt werden, daß der Rotor widerstandsfähig und

QQ leicht sein muß.

Die Erfindung zielt darauf ab, ein wirtschaftliches Verfahren zum Herstellen eines Rotors für eine Rotationsfluidpumpe anzugeben, die sowohl gewichtsmäßig leicht als auch ausreichend widerstandsfähig ausgelegt ist,

so da ti sie den Beanspruchungen standhalten kann, die während des Betriebs auftreten.

Insbesondere soll ein Verfahren zur effektiven Herstellung eines Rotors angegeben werden, der einen Außenumfang hat, der aus einem hochfesten, stark verschleißfesten Material besteht und einen inneren Teil hat, der aus einem gewichtsmäßig leichten Material besteht.

Die Erfindung gibt ein Verfahren zur Formgebung eines Rotors für eine Flügelrad-Rotationsfluidpumpe an. Der Rotor ist im allgemeinen zylindrisch und hat eine Mehrzahl darin befindliche Flügelschlitze. Nach dem Verfahren wird zuerst ein Rohrelement hergestellt, das eine Mehrzahl von im allgemeinen ebenen bzw. geraden Abschnitten und eine Mehrzahl von Eckabschnitten zwischen den geraden bzw. ebenen Abschnitten hat. Schlitze werden dann in den ebenen bzw. geraden Abschnitten durch Umformung bzw. Verformung des Rohrelements gebildet. Die Schlitze werden dann zu Flügelschlitzen mit Hilfe einer Form umgeformt und die Eckabschnitte werden zu einer Außenumfangsflache mit Hilfe einer Form umgeformt.

Vorzugsweise werden die Flügelschlitze und die äußere Umfangsflache des Rotors in ein und demselben Formgebungsvorgang gebildet.

Die Formgebung eines solchen Rotors durch das Verfahren nach der Erfindung hat die vorstehend angegebenen Vorteile.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung. Darin zeigen:

Figuren 1 bis 6 eine erste Ausfülirungsform des Verfahrenjs nach der Erfindung,

Figur 1 eine Seitenansicht eines Rohre leinen ts,

Figuren 2 und 3 Seitenansichten zur Verdeutlichung des Schrittes zur anfänglichen Formgebung der Schlitze/

Figur 4 eine Seitenansicht des rohrförmigen Rotorbauteils mit den darin ausgebildeten Flügelschlitzen,

Figur 5 eine perspektivische Ansicht des Rotors von

Figur 4, wobei eine Welle fest mit einem Teil des Rotorkörpers verbunden ist,

Figur 6 eine perspektivische Ansicht eines fertiggestellten Rotors,

Figuren 7 bis 11 eine zweite Ausführungsform des Verfahrens nach der Erfindung,

Figur 7 eine Seitenansicht eines Rohrelements,

Figuren 8 und 9 Seitenansichten zur Verdeutlichung der anfänglichen Schritte zur Formgebung der Flügelschlitze,

Figur 10 eine Seitenansicht des Rohrelements, dem

die Form eines im allgemeinen zylindrischen Körpers gegeben ist,

Figur 11 eine Seitenansicht des rohrförmigen Rotorbauteils mit den darin ausgebildeten Flügelschlitzen, und

Figur 12 eine perspektivische Ansicht zur Verdeutlichung der Art und Weise, mit der Seitenplatten mit einem Rotorkörper verbunden, werden können. 5

Nach der Erfindung wird ein Verfahren zur Formung bzw. Herstellung eines Rotors für eine Flügelrad-Rotationsfluidpumpe angegeben, bei der der Rotor im allgemeinen zylindrisch ist und eine Mehrzahl von Flügelschlitzen enthält. Das Verfahren nach der Erfindung kann auf mehrere Weisen durchgeführt werden.

Der Rotorkörper wird aus einem Rohrelement geformt, das eine Mehrzahl von im allgemeinen ebenen bzw. geraden Abschnitten und eine Mehrzahl von Eckabschnitten zwischen den ebenen Abschnitten hat. Wie in Figur 1 angedeutet ist, hat das Rohrelement ebene bzw. gerade Abschnitte 1 zwischen den Eckabschnitten 2. Das oktogonale Rohrelement von Figur 7 hingegen hat ebene bzw. gerade Abschnitte 1 mit Eckabschnitten 2', die ebenfalls . eben bzw. gerade sind. Das Rohrelement wird vorzugsweise zu den Formen nach den Figuren 1 und 7 mit Hilfe eines Ziehverfahrens umgeformt. Es kann irgendein Rohrelement verwendet werden, vorausgesetzt, daß es so viele gerade bzw. ebene Abschnitte wie Flügelschlitze hat, und daß die ebenen bzw. geraden Abschnitte über Eckabschnitte verbunden sind. Das Rohrelement besteht vorzugsweise aus einem Material auf Eisenbasis, einem Material auf Aluniniumbasis, einem Verbundmaterial mit Aluminiummatrix oder dergleichen.

Bei jeder Ausführungsform werden die Schlitze, die gegebenenfalls· die Flügelschlitze bilden, aus den ebenen bzw. geraden Abschnitten ausgeformt. Diese Schlitze können in gegenüberliegenden Paaren, wie in den Figuren 2 und 3 sowie 8 und 9 ausgeformt werden oder die

Schlitze können sequentiell aus den ebenen Abschnitten ausgebildet werden.

Die in dem Rohrelement ausgebildeten Schlitze werden dann zu Flügelschlitzen mit Hilfe einer Form umgeformt. Bei einem solchen Vorgang wird eine genau ausgebildete Form -so angeordnet, daß sie in Berührung mit den teilweise umgeformten Teilen (wie in den Figuren 3 oder 10 gezeigt) ist und diese Teile werden einer weiteren Umformung unter Bildung der Schlitze 4 mit der gewünschten Endgestalt unterworfen. Diese Verformung kann mechanisch, hydraulisch oder auch mittels Explosivformgebung erfolgen.

' Die Eckabschnitte werden auch in der äußeren Umfangsflache des Rotors mit Hilfe einer Form geformt. Diese Formgebung kann nach der endgültigen Formgebung der Flügelschlitze erfolgen. Vorzugsweise erfolgen jedoch beide Formgebungen gleichzeitig. Dieser abschließende Formgebungsvorgang kann auch dazu verwendet werden, den Wellendurchgang 6 in den Figuren 4 und 11 auszubilden, wobei die inneren Enden der Flügelspitze 4 den Wellendurchgang bilden.

Wie in den Figuren 5 und 6 gezeigt, dient ein längliches Element (das massiv oder hohl sein kann) als eine Welle 8, die durch den Wellendurchgang 6 im Rotorkörper 7 eingeführt wird und in diesem mittels Verformung der Welle an Ort und Stelle oder durch Schweißen festgelegt wird. Vorzugsweise wird eine synthetische Harzmasse 10 verwendet, um die hohlen inneren Teile 9 in dem Rotorkörper 7 auszufüllen, und diese Masse härtet aus. Die Gesamtanordnung kann dann platiert oder auf andere Art und Weise behandelt werden, um einen Rotor

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zu erhalten, der in Figur 6 gezeigt ist.

Die Ausführungsform nach den Figuren 11 und 12 ist ähnlieh der zuvor beschriebenen. Bei dieser Ausführungsform werden nach der Formgebung des Rotorkörpers Seitenplatten 13 und 13", die jeweils Schaftabschnitte 12 •und 12' haben, an gegenüberliegenden Enden des Rotors 7 angeschweißt. Die Schaftabschnitte 12 und 12' und die Seitenplatten 13 und 13¹ werden zusammen unter Bildung einer einteiligen Auslegung ausgeformt oder sie werden miteinander verschweißt und sie werden zuvor durch Gießen oder Schmieden gebildet. Der Schaftabschnitt kann auch nur an einer der Seitenplatten angeordnet sein.

Gemäß des Verfahrens zur Herstellung des Rotors nach der Erfindung kann der Rotor leicht hergestellt werden. Das Innere des Rotors ist hohl oder enthält ein Kunstharzmaterial. Daher ist der Rotor nach der Erfindung wesentlich leichter als übliche massive Rotoren und er ist beträchtlich steifer als ein massiver Rotor, der dasselbe Gewicht hat.

Claims

GRÜNECKER, KINKELDEY STOOmvIAIR & PARTNER** PATENTANWÄLTE c JOu)0HAN PATENi"*" ΔΤ"Τ"Ο!'.Γ · : /- GRUNECKER. O^ ■>*, DR H. KINKELDEY OP1.,* DR W. STOCKMAIR. oipl-i«; DR K SCHUMANN, oplpmy P. H. JAKOB, DlPl-HNG DR. G. BEZOLD. oplchem W. MEISTER. H. HILSERS. DR H. MEYER-R.ATH. dcpl.·» NIPPON PISTON RING CO., LTD. No. 2-6, Kudankita 4-chome CMyoda-ku ■..-Tokyo, Japan 8000 MÜNCHEN 22 MAXIMILIANSTRASSE 58 PH 18 923 Verfahren zur Herstellung eines Rotors für eine Rota- tionsfluidpumpe Patentansprüche

1. Verfahren zur Formung eines Rotors für eine Flügelrad-Rotationsfluidpumpe, wobei der Rotor im wesentlichen zylindrisch ist und eine Mehrzahl von Flügelschlitzen darin aufweist, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:

a) Herstellen eines Rohrelements, das eine Mehrzahl von im allgemeinen ebenen Abschnitten und eine Mehrzahl von Eckabschnitten zwischen den ebenen Abschnitten hat,

b) Bildung von Schlitzen in den ebenen Abschnitten durch Verformung des Rohrelements,

c) Umformung der Schlitze zu Flügelschlitzen mit Hilfe einer Form, und

d) Umformung der Eckabschnitte zur äußeren Umfangsfläche des Rotors mit Hilfe einer Form. 10

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schritte c) und d) gleichzeitig mit der gleichen Form durchgeführt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η τ zeichnet, daß die Schlitze in den ebenen Abschnitten in Form von gegenüberliegenden Paaren ausgeformt sind.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze in den ebenen Abschnitten aufeinanderfolgend ausgeformt werden..

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichnet, daß die Eckabschnitte des Rohrelements einen Krümmungsradius haben, der etwa dem Radius des zu formenden zylindrischen Rotors entspricht.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schritt zur Befestigung von Endplatten am zylindrischen Rotor vorgesehen ist.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schritt zur Befestigung einer Welleneinrichtung an wenigstens einer Endplatte des Rotors vorgesehen ist.

8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt vorgesehen ist, daß der Rotor mit einem gewichtsmäßig leichten Material gefüllt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das gewichtsmäßig leichte Material ein plastischer Harz ist.

10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrelement ein Metall aufweist, das aus der Gruppe gewählt ist, die Aluminiumlegierungen und Eisenlegierungen enthält.

11· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrelement aus einem faserverstärkten Verbundwerkstoff mit Metallmatrix besteht.

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12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallmatrix aus Aluminium besteht.