DE3425048C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein verbessertes Verfahren zur Herstellung eines Rotors für eine Kolbenpumpe. Rotations­ kolbenpumpen sind weit verbreitet bei industriellen An­ wendungsgebieten im Einsatz. Hinsichtlich ihres Gewichts jedoch besteht seit langem ein Bedürfnis nach einer ge­ wichtsmäßig leichten Rotationskolbenpumpe, die effizient arbeitet, dauerhaft ist und einfach herzustellen ist. Bei den Anwendungsgebieten der Transporttechnik und der Kraftfahrzeugtechnik ist ein Bedürfnis nach gewichts­ mäßig leichten Rotationspumpen zur Energieeinsparung vorhanden.

Der Rotor einer solchen Pumpe nimmt einen beträchtlichen Teil des Innenvolumens der Pumpe ein und wenn der Ro­ tor gewichtsmäßig leichter gemacht werden kann, kann das Leistungsverhalten der Pumpe beträchtlich verbes­ sert werden. Der Rotor ist jedoch beträchtlichen Bean­ spruchungen während des Betriebs ausgesetzt und bei jeg­ licher Gewichtseinsparung muß auch die Tatsache berück­ sichtigt werden, daß der Rotor widerstandsfähig und leicht sein muß.

Die Erfindung zielt darauf ab, ein wirtschaftliches Verfahren zum Herstellen eines Rotors für eine Rotations­ kolbenpumpe anzugeben, die sowohl gewichtsmäßig leicht als auch ausreichend widerstandsfähig ausgelegt ist, so daß sie den Beanspruchungen standhalten kann, die während des Betriebs auftreten.

Insbesondere soll ein Verfahren zur effektiven Herstel­ lung eines Rotors angegeben werden, der einen Außenum­ fang hat, der aus einem hochfesten, stark verschleiß­ festen 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-Rotationskolbenpumpe an. Der Rotor ist im allgemeinen zylindrisch und hat eine Mehr­ zahl darin befindlicher Flügelschlitze. Nach dem Ver­ fahren wird zuerst ein Rohrelement hergestellt, das eine Mehrzahl von im allgemeinen ebenen bzw. geraden Abschnitten und eine Mehrzahl von Eckabschnitten zwi­ schen den geraden bzw. ebenen Abschnitten hat. Vorgeformte 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 Außenumfangsfläche mit Hilfe einer Form umgeformt.

Vorzugsweise werden die Flügelschlitze und die äußere Umfangsfläche des Rotors in ein und demselben Formge­ bungsvorgang gebildet.

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

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

Fig. 1 bis 6 eine erste Ausführungsform des Verfahrens nach der Erfindung,

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Rohrelements,

Fig. 2 und 3 Seitenansichten zur Verdeutlichung des Schrittes zur anfänglichen Formgebung der Schlitze,

Fig. 4 eine Seitenansicht des rohrförmigen Rotor­ bauteils mit den darin ausgebildeten Flügel­ schlitzen,

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht des Rotors von Fig. 4, wobei eine Welle fest mit einem Teil des Rotorkörpers verbunden ist,

Fig. 6 eine perspektivische Ansicht eines fertigge­ stellten Rotors,

Fig. 7 bis 11 eine zweite Ausführungsform des Ver­ fahrens nach der Erfindung,

Fig. 7 eine Seitenansicht eines Rohrelements,

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

Fig. 10 eine Seitenansicht des Rohrelements, dem die Form eines im allgemeinen zylindrischen Körpers gegeben ist,

Fig. 11 eine Seitenansicht des rohrförmigen Rotor­ bauteils mit den darin ausgebildeten Flügel­ schlitzen, und

Fig. 12 eine perspektivische Ansicht zur Verdeutli­ chung der Art und Weise, mit der Seitenplatten mit einem Rotorkörper verbunden werden können.

Nach der Erfindung wird ein Verfahren zur Formung bzw. Herstellung eines Rotors für eine Flügelrad-Rotations­ kolbenpumpe angegeben, bei der der Rotor im allgemeinen zylindrisch ist und eine Mehrzahl von Flügelschlitzen enthält. Das Verfahren nach der Erfindung kann auf meh­ rere 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 zwi­ schen den ebenen Abschnitten hat. Wie in Fig. 1 ange­ deutet ist, hat das Rohrelement ebene bzw. gerade Ab­ schnitte 1 zwischen den Eckabschnitten 2. Das okto­ gonale Rohrelement von Fig. 7 hingegen hat ebene bzw. gerade Abschnitte 1 mit Eckabschnitten 2′, die ebenfalls eben bzw. gerade sind. Das Rohrelement wird vorzugs­ weise zu den Formen nach den Fig. 1 und 7 mit Hilfe eines Ziehverfahrens umgeformt. Es kann irgendein Rohr­ element verwendet werden, vorausgesetzt, daß es so viele gerade bzw. ebene Abschnitte 1 wie Flügelschlitze 4 hat, und daß die ebenen bzw. geraden Abschnitte über Eckabschnitte 2 verbunden sind. Das Rohrelement besteht vorzugsweise aus einem Material auf Eisenbasis, einem Material auf Aluminiumbasis, einem Verbundmaterial mit Aluminiummatrix oder dergleichen.

Bei jeder Ausführungsform werden die Schlitze, die ge­ gebenenfalls die Flügelschlitze bilden, aus den ebenen bzw. geraden Abschnitten ausgeformt. Diese Schlitze können in gegenüberliegenden Paaren, wie in den Fig. 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 teil­ weise umgeformten Teilen (wie in den Fig. 3 oder 10 gezeigt) ist und diese Teile werden einer weiteren Um­ formung unter Bildung der Schlitze 4 mit der gewünsch­ ten Endgestalt unterworfen. Diese Verformung kann me­ chanisch, hydraulisch oder auch mittels Explosivform­ gebung erfolgen.

Die Eckabschnitte 2 werden auch in der äußeren Umfangs­ fläche 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 Fig. 4 und 11 auszu­ bilden, wobei die inneren Enden der Flügelspitze 4 den Wellendurchgang bilden.

Wie in den Fig. 5 und 6 gezeigt, dient ein läng­ liches Element, das massiv oder hohl sein kann, als eine Welle 8, die durch den Wellendurchgang 6 im Rotor­ körper 7 eingeführt wird und in diesem mittels Verfor­ mung der Welle 8 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 här­ tet aus. Die Gesamtanordnung kann dann platiert oder auf andere Art und Weise behandelt werden, um einen Rotor 11 zu erhalten, der in Fig. 6 gezeigt ist.

Die Ausführungsform nach den Fig. 11 und 12 ist ähn­ lich der zuvor beschriebenen. Bei dieser Ausführungs­ form werden nach der Formgebung des Rotorkörpers 7 Sei­ tenplatten 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 13′ 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 11 nach der Erfindung kann der Rotor leicht hergestellt werden. Das Innere des Rotors ist hohl oder enthält ein Kunst­ harzmaterial. Daher ist der Rotor nach der Erfindung we­ sentlich leichter als übliche massive Rotoren und er ist beträchtlich steifer als ein massiver Rotor, der dasselbe Gewicht hat.

Claims (6)

1. Verfahren zur Formung eines Rotors für eine Flügel­ rad-Rotationskolbenpumpe, wobei der Rotor im wesent­ lichen zylindrisch ist und eine Mehrzahl von Flügel­ schlitzen darin aufweist, gekennzeich­ net durch die folgenden Schritte:

• a) Herstellen eines Rohrelementes, das eine Mehrzahl von im allgemeinen ebenen Abschnitten und eine Mehr­ zahl von Eckabschnitten zwischen den ebenen Abschnit­ ten hat,
• b) Bildung von vorgeformten Schlitzen in den ebenen Abschnitten durch Verformung des Rohrelementes,
• c) Umformung der Schlitze zu Flügelschlitzen mit Hilfe einer Form, und
• d) Umformung der Eckabschnitte zur äußeren Umfangs­ fläche des Rotors mit Hilfe einer Form.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Schritte c) und d) gleich­ zeitig mit der gleichen Form durchgeführt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Schlitze in den ebenen Abschnitten in Form von gegenüberliegenden Paaren ausgeformt sind.

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

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Eckabschnitte des Rohrele­ ments einen Krümmungsradius haben, der etwa dem Radius des zu formenden zylindrischen Rotors ent­ spricht.

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