DE4101868A1 - Laufrad fuer kreiselpumpen - Google Patents
Laufrad fuer kreiselpumpenInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Laufrad für Kreiselpumpen, bestehend aus
einer Nabe, zwei Scheiben, nämlich einer Deckscheibe und einer Nabenscheibe,
und aus Schaufeln, welche sich zwischen Deckscheibe und Nabenscheibe
erstrecken.
Daneben betrifft die vorliegende Erfindung auch ein Verfahren zur Herstellung
von Laufrädern, welche aus einer Nabe, zwei Scheiben, nämlich einer Naben
scheibe und einer Deckscheibe, und aus Laufradschaufeln bestehen, wobei
Nabenscheibe und Deckscheibe über die Schaufeln miteinander verbunden werden.
Derartige Laufräder für Kreiselpumpen sind auch als "geschlossene Laufräder"
bekannt. Daneben gibt es auch sogenannte offene Laufräder, bei welchen man auf
eine Deckscheibe vollständig verzichtet. Sowohl offene als auch geschlossene
Laufräder werden in passende Pumpengehäuse eingesetzt, wobei jedoch im Falle
von offenen Laufrädern der Luftspalt, welcher zwischen den freien Kanten der
Schaufeln und dem Gehäuse der Pumpe verbleibt, möglichst eng gehalten werden
muß, um eine ausreichende Leistung der Pumpe erzielen zu können. Dies
erfordert jedoch eine hohe Präzision bei der Herstellung des Gehäuses und auch
der Schaufeln, wobei die Pumpe sowohl vor mechanischen als auch vor
thermischen Belastungen ausreichend geschützt sein muß, weil derartige
Belastungen die Spaltbreite zwischen Schaufeln und Gehäuse nachteilig beein
flussen können, wobei im schlimmsten Fall durch Berührung zwischen Schaufeln
und Gehäuse auch schwerwiegende Beschädigungen auftreten können. Aus diesem
Grunde werden die oben erwähnten geschlossenen Laufräder häufig bevorzugt,
zumal sie wegen ihres mechanisch stabileren Aufbaus aus vergleichsweise dünnen
Blechen bzw. aus Walzmaterial hergestellt werden können.
Andererseits haben diese geschlossenen Laufräder jedoch den Nachteil der
komplizierteren Herstellung. Während man nämlich die Schaufeln ohne größere
Probleme leicht mit einer der Scheiben, d. h. entweder mit der Nabenscheibe oder
der Deckscheibe, verbinden kann, was vorzugsweise durch Schweißen geschieht,
so erweist sich die anschließende Verbindung mit der verbleibenden zweiten
Scheibe als schwierig, da die Schaufeln einen relativ stark gekrümmten Verlauf
haben und ihre freien Kanten für Schweißwerkzeuge nur schwer zugänglich sind.
Diese Schwierigkeiten nehmen sowohl mit dem Radius der Laufräder, d. h. mit der
entsprechend zunehmenden Länge der Schaufeln, als auch mit der Anzahl der
Schaufeln und ihrem entsprechend kürzeren Abstand beträchtlich zu. Zwar gibt
es verschiedene Verfahren, die freien Kanten der Schaufeln mit der zweiten
Scheibe zu verschweißen, ohne daß die Kanten unmittelbar für Schweißwerkzeuge
zugänglich sein müssen, z. B. durch elektrisches Punktschweißen, wobei an den
freien Kanten der Schaufeln kurze Schweißlappen vorgesehen werden müssen, und
der Strom mittels zweier Elektroden durch die Schaufeln von der einen Scheibe
zur anderen Scheibe fließt, so daß in den Schweißlappen eine maximale
Stromdichte entsteht, die zum Aufschweißen des Materials ausreicht. Jedoch haben
alle bekannten Verfahren zum Verbinden der Schaufelkanten mit der jeweils
zweiten Scheibe mehr oder weniger gravierende Nachteile. Es entstehen nämlich
entlang dieser Schaufelkante mehr oder weniger undefinierte Spalte und/oder nur
schlecht verschweißte Stellen, die stark korrosionsgefährdet sind, insbesondere
wenn mit der Pumpe aggressive, korrosive Medien gefördert werden.
Mit dem Problem der Spaltkorrosion und entsprechenden Gegenmaßnahmen hat
sich die Anmelderin bereits in ihrer früheren deutschen Patentanmeldung Nr.
37 09 518 intensiv auseinandergesetzt, die insoweit als nächstliegender Stand der
Technik angesehen wird.
Auch die dort beschriebenen Maßnahmen, nämlich das Vorsehen eines definierten
Spaltbereiches und Verschweißung nur der Endabschnitte der Schaufelkanten, sind
nicht für alle Anwendungsfälle gleichermaßen geeignet. So beeinträchtigt ein
definierter Spalt insbesondere bei langen, stark gekrümmten Schaufeln die
Stabilität der Verbindung.
Gegenüber diesem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die
Aufgabe zugrunde, ein Laufrad mit den eingangs genannten Merkmalen zu
schaffen, welches eine leichte, gut definierte und sichere Verbindung der
Laufradschaufeln mit der jeweils zweiten Scheibe ermöglicht.
Diese Aufgabe wird gelöst durch Öffnungen in einer der Scheiben für den
Durchgriff von Werkzeugen, wobei die Öffnungen sich entlang der Kontur der
Schaufeln erstrecken.
Bevorzugt wird dabei eine einstückige Ausbildung einer der Scheiben mit den
Schaufeln, wobei es außerdem von Vorteil ist, wenn die Breite der Öffnungen
mindestens im radial innen liegenden Bereich der Schaufeln in etwa deren Höhe
entspricht.
Hinsichtlich des Verfahrens wird die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe
dadurch gelöst, daß parallel zur Kontur der vorgesehenen Schaufeln jeweils eine
Öffnung in einer Scheibe angebracht wird, und daß mindestens eine der Scheiben
mit durch die Öffnungen in das Laufradinnere eingreifenden Werkzeugen mit den
Schaufeln verbunden wird.
In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Schaufeln mit der
Deckscheibe einstückig ausgebildet und die entsprechenden Öffnungen sind
dementsprechend auch in der Deckscheibe vorgesehen. Alle Maßnahmen, die
jedoch daraus für die konkrete Ausbildung der Öffnungen und die Herstellungs
maßnahmen resultieren, lassen sich jedoch in völlig analoger Weise auch auf den
umgekehrten Fall übertragen, bei welchem die Öffnungen in der Nabenscheibe
ausgebildet werden und die freien Kanten der nach innen gebogenen Schaufeln
anschließend mit der durchgehenden Deckscheibe verbunden werden.
Das Verfahren wird vorteilhaft dahingehend weitergebildet, daß parallel zur
Kontur der vorgesehenen Schaufeln jeweils ein erster Schlitz in einer der Scheiben
angebracht wird, von dessen radial innen liegendem Endabschnitt ein zweiter
Schlitz ausgeht, dessen Richtung eine Komponente senkrecht zum ersten
Endabschnitt hat und der in radialer Höhe der Innenkante der Schaufeln endet,
und daß der von den Schlitzen begrenzte Bereich in einer Breite, die der
Schaufelbreite entspricht und in etwa senkrecht zur Fläche der Scheibe nach innen
gebogen wird und daß die freie, nach innen gebogene Kante der so entstandenen
Schaufel mit der gegenüberliegenden Scheibe verbunden wird.
Durch die letztgenannte Ausbildung und Herstellung der Laufräder ist eine
einstückige Ausbildung der Laufradschaufeln mit einer der Scheiben von
vornherein gegeben, wobei die andere freie Kante, die noch mit der zweiten
Scheibe zu verbinden ist, durch die entlang der Kontur der Schaufeln ver
laufenden Öffnungen ohne weiteres für entsprechende Schweißwerkzeuge
zugänglich ist und auf diese Weise leicht mit der zweiten Scheibe verbunden
werden kann. Dabei ist es unter dem Gesichtspunkt der Herstellung letztlich
unerheblich, mit welcher der beiden Scheiben die Schaufeln einstückig ausgebildet
sind und mit welcher die freien Kanten der Schaufeln verbunden werden. Es muß
auch nicht notwendigerweise eine Schweißverbindung zwischen den Schaufelkan
ten und der zweiten Scheibe vorgesehen sein, ebenso könnten die Schaufelkanten
auch hartgelötet und eventuell sogar geklebt werden. Bei allen Verbindungsarten
bleibt jedoch die Schaufelkante durch die entlang der Schaufelkontur verlaufenden
Öffnungen gut zugänglich, so daß man eine sehr gut definierte Verbindung
erhalten kann und jegliche Angriffspunkte für Spaltkorrosion und dergleichen
vermieden werden können.
Überraschenderweise hat sich dabei gezeigt, daß die hierbei erforderlichen
Öffnungen in einer der Scheiben die Pumpleistung nicht nennenswert beein
trächtigen. Es ist also im Gegensatz zu offenen Laufrädern nicht notwendig,
zwischen Laufrad und Gehäuse nur einen sehr kleinen Spalt freizulassen. Die
Passung zwischen Laufrad und Gehäuse kann im wesentlichen genauso ausgeführt
werden, wie bei den allgemein bekannten Laufrädern in geschlossener Bauweise.
Bevorzugt wird die Verbindung der freien Kanten der Schaufeln mit der
verbleibenden Scheibe durch Schweißen. Im Hinblick auf eine einfache Herstell
barkeit der Pumpe sollten sich die Öffnungen von der radial innen liegenden
Kante der Schaufeln bis zum äußeren Rand der Deckscheibe erstrecken. Dabei
werden zweckmäßigerweise die Öffnungen in ihrem radial außen liegenden
Bereich erweitert. Die Schaufeln verlaufen nämlich in ihrem radial äußeren Bereich
unter einem relativ spitzen Winkel zum Umfang der Deck- bzw. Nabenscheibe.
Da die Öffnungen als Spalte bzw. Schlitze im wesentlichen der Kontur der
Schaufeln folgen, würde im radialen Endbereich dieser Öffnungen ein ent
sprechend spitz zulaufender Abschnitt der Deckscheibe der Schaufeln stehen
bleiben. Dieser Endabschnitt ist nicht sehr stabil und kann sich als störend
erweisen, so daß er zweckmäßigerweise abgetrennt wird, so daß im Ergebnis die
entlang der Kontur einer Schaufel verlaufende Öffnung in ihrem radial äußeren
Abschnitt bis zum Rand der Scheibe erweitert ist. Bei einer anderen Ausführungs
form der Erfindung kann jedoch der erste Schlitz schon vor dem Umfang der
Scheibe enden, wobei dann ein dritter Schlitz im wesentlichen parallel zur
Umfangsrichtung der Scheibe oder in etwa senkrecht zum äußeren Ende des
ersten Schlitzes angebracht werden müßte, um die Schaufel aus der Ebene der
Scheibe herausbiegen zu können. In diesem Fall würde sich jedoch auch die
entsprechende Schaufel nicht bis zum Umfang der Scheibe erstrecken; dafür würde
dann ein schmaler Steg am Außenrand der Scheibe stehen bleiben, der eine
zusätzliche mechanische Stabilität gewährleistet.
Da die Laufradschaufeln in der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
durch Umbiegen des von den Schlitzen abgegrenzten Bereiches hergestellt werden,
versteht es sich, daß die Breite der entstehenden Öffnungen im wesentlichen der
Höhe der Laufradschaufeln entspricht.
Sofern die Laufräder eine konstante Höhe haben, ist dementsprechend auch die
Öffnungsbreite im wesentlichen konstant, zumindest in dem radial innen liegenden
Bereich. Der radial äußere Bereich kann gegebenenfalls durch Entfernen der spitz
zulaufenden Endabschnitte der neben den Öffnungen gebildeten Deckscheiben
streifen erweitert sein. Bei Laufrädern, deren Laufradhöhe sich in radialer
Richtung von innen nach außen kontinuierlich ändert, ändert sich in ent
sprechender Weise auch die Breite der Öffnung entlang der Kontur der Schaufeln.
Gemäß einer besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung haben die
Laufradschaufeln im radial innen liegenden Bereich eine größere Höhe, so daß die
Breite der Öffnung in radialer Richtung von innen nach außen allmählich
abnimmt, wobei im radial äußeren Bereich schließlich wieder die Öffnungen
erweitert sein können.
Bei dem Herstellungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung werden
Öffnungen entlang der Kontur der vorgesehenen Schaufeln in einer der Scheiben
angebracht, so daß die seitlichen, mit den Scheiben zu verbindenden Schaufelkan
ten auch dann noch leicht zugänglich bleiben, wenn bereits eine der Scheiben mit
je einer der Schaufelkanten verbunden ist.
Vorzugsweise wird zunächst ein Schlitz in die Scheibe, und zwar wiederum
vorzugsweise in die Deckscheibe, eingeschnitten, der im wesentlichen den gleichen
gekrümmten Verlauf hat, wie die fertigen Schaufeln des Laufrades. Vom radial
innen liegenden Endabschnitt dieses ersten Schlitzes aus wird dann ein weiterer
Schlitz angebracht, der in etwa senkrecht zu dem Endabschnitt des ersten Schlitzes
verläuft, zumindest aber eine Komponente senkrecht zur Richtung dieses
Endabschnittes hat. Die Länge dieses zweiten Schlitzes entspricht im wesentlichen
der Höhe der Laufradschaufel an ihrem radial innen liegenden Ende. Dabei
erstreckt der zweite Schlitz sich vorzugsweise auf der konkaven Seite des
kontinuierlich gekrümmten ersten Schlitzes. Der von den beiden Schlitzen
umgrenzte Bereich der Scheibe wird dann nach innen gebogen, wobei die
Biegekante vom Ende des zweiten Schlitzes ausgeht und im wesentlichen parallel
zum ersten Schlitz verläuft. Gegebenenfalls variiert der Abstand der Biegekante
zum ersten Schlitz auch in der Weise, daß der nach innen gebogene Teil der
Scheibe zwischen Schlitz und Biegekante genau der Höhe der Laufradschaufel in
dem jeweiligen Bereich entspricht. Auf diese Weise werden auf der konvexen Seite
der Schaufeln und unmittelbar vor diesen in der Scheibe schlitzförmige Öffnungen
gebildet, deren Breite der Höhe der Laufradschaufeln entspricht und die damit
ausreichend groß für den Durchtritt von Schweißwerkzeugen sind, mit deren Hilfe
die umgebogene freie Kante der Laufradschaufeln an der gegenüberliegenden
Scheibe, vorzugsweise der Nabenscheibe, verschweißt werden kann. Die gute
Zugänglichkeit dieser Kante durch die angesprochenen Öffnungen ermöglicht
dabei die Herstellung einer sauberen und nicht durch Spaltkorrosion gefährdeten
Schweißnaht.
Es versteht sich, daß für eine rationelle Herstellung nicht nacheinander einzelne
Schlitze in die Scheibe eingeschnitten werden, sondern daß man sämtliche Schlitze
in einem einzigen Stanzvorgang herstellen kann. Gegebenenfalls können die
Scheiben auch segmentweise gestanzt werden.
In der Draufsicht auf eine entsprechende Deckscheibe weist diese eine Zahl von
schlitzförmigen Öffnungen auf, die genau der Kontur der einzelnen Schaufeln
folgen, so daß die Deckscheibe in eine entsprechende Zahl von Segmenten, deren
Kanten ebenfalls diesen gekrümmten Verlauf haben, aufgeteilt ist. Die radial außen
liegenden Enden dieser einzelnen Segmente sind jedoch aufgrund des gekrümmten
Verlaufes sehr schmal und spitz zulaufend. Da sie außerdem nur einen kleinen
Teil der Fläche der Scheibe ausmachen, werden diese freien Enden aus Gründen
der einfacheren Herstellung und zur Erhöhung der dynamischen Stabilität
abgetrennt. Die Öffnungen haben dann im Ergebnis die beispielhaft in den
Fig. 2 oder 3 dargestellte Form.
Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden
Erfindung werden deutlich anhand der folgenden Beschreibung einer bevorzugten
Ausführungsform und der dazugehörigen Figuren. Es zeigen:
Fig. 1 ein Laufrad nach dem Stand der Technik im Axialschnitt und im
Querschnitt zwischen Deck- und Nabenscheibe,
Fig. 2 eine erste Ausführungsform der Erfindung, ebenfalls im Axialschnitt
und in der Draufsicht auf die Deckscheibe,
Fig. 3 eine Ansicht entsprechend Fig. 1 und 2 für eine weitere Aus
führungsform der vorliegenden Erfindung und
Fig. 4 eine Deckscheibe, auf der in gestrichelten Linien einige Schlitz- und
Knicklinien zur Veranschaulichung des Herstellungsverfahrens
eingezeichnet sind.
In Fig. 1 erkennt man in dem links dargestellten Axialschnitt die zentrale Nabe
4, auf welcher die Nabenscheibe 3 konzentrisch befestigt ist. In axialer Richtung
der Nabenscheibe 3 gegenüberliegend erkennt man die leicht konische Deckscheibe
1, die anstelle der konischen Form ebensogut auch die Form eines ebenen
Kreisringes haben kann. Zwischen der Deckscheibe 1 und der Nabenscheibe 3
erstrecken sich Laufradschaufeln 2, deren gekrümmter Verlauf durch die
schraffierten Bahnen in dem rechts in Fig. 1 dargestellten Querschnitt, entlang
der Linie A-A im linken Teil der Fig. 1: zu erkennen ist. Der zwischen Nabe 4
und Deckscheibe 1 gebildete Ringspalt bildet den sogenannten Saugmund 10 des
Laufrades. Entsprechend der Darstellung im rechten Teil der Fig. 1 dreht sich
das Laufrad entgegen dem Uhrzeigersinn, so daß das Fördermedium durch die
Laufradschaufeln 2 in radialer Richtung nach außen getrieben und durch den
Saugmund 10 angesaugt wird. Ein in den Figuren nicht dargestelltes Gehäuse hat
entsprechend strömungsgünstig gestaltete Ansaug-und Austrittsöffnungen, die an
den Saugmund 10 bzw. an die radiale Außenseite des Laufrades anschließen.
In Fig. 2 ist ein Laufrad gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt, welches
sich von dem Laufrad gemäß dem Stand der Technik im wesentlichen durch die
Öffnungen 9 in der Deckscheibe 1 und durch die einstückige Ausbildung der
Schaufeln 2 mit der Deckscheibe 1 unterscheidet. Die Schnittlinie für die im linken
Teil der Fig. 2 dargestellte Ansicht ist die Linie B-B im rechten Teil in Fig. 1.
Da die Schaufeln 2 durch Schlitzen der Deckscheibe 1 und durch Umbiegen
entsprechender Teile der Deckscheibe nach innen hergestellt werden, werden
notwendigerweise auch Öffnungen 9 in der Deckscheibe gebildet, die entlang der
konvexen Vorderseite der Schaufeln 2 verlaufen. Dies ist im rechten Teil der Fig.
2 deutlich zu erkennen. Weiterhin sind im rechten Teil in der Fig. 2 durch
entsprechende Schraffuren bahngeschweißte Nähte 5 angedeutet, die die freien
Kanten der Schaufeln 2 mit der Nabenscheibe 3 verbinden. Die gesamte Kante der
Schaufeln 2 ist entlang dieser Schweißnaht durch die Öffnungen 9 sehr gut
zugänglich. Im radial innen liegenden Bereich haben die Öffnungen 9 zunächst
eine konstante Breite, was der Tatsache Rechnung trägt, daß auch der aus dieser
Öffnung herausgebogene Teil eine Laufradschaufel 2 konstanter Höhe bildet. Im
Prinzip könnte die Öffnung in dieser Breite bis zum Außenrand der Deckscheibe
1 fortgesetzt werden. Entsprechend der Zahl der Öffnungen 9 wird dabei die
Deckscheibe 1 in einzelne Segmente 11 aufgeteilt. Die spitz zulaufenden Enden
11′ (siehe Fig. 4) dieser Segmente 11 sind jedoch aus Gründen der einfacheren
Herstellung und der dynamischen Stabilität des Laufrades abgetrennt, so daß die
Öffnungen 9 im radial außen liegenden Bereich bis zum Rand der Scheibe
erweitert sind.
Fig. 3 stellt eine Ausführungsform der Erfindung dar, die in ihren Grundzügen
der Ausführungsform gemäß Fig. 1 sehr ähnlich ist, mit dem Unterschied jedoch,
daß bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform die Höhe der Laufrad
schaufeln 2 in radialer Richtung von innen nach außen abnimmt. Da die Schaufeln
aus der Deckscheibe 1 unter Bildung der Öffnung 9 herausgebogen werden, muß
diese Öffnung 9 entsprechend im radial innen liegenden Bereich breiter sein als
im radial äußeren Bereich, wo die Laufradschaufeln eine geringere Höhe haben.
Man erkennt im rechten Teil der Fig. 3, daß dementsprechend die Öffnungen
tatsächlich im radial innen liegenden Bereich etwas breiter sind und zunächst mit
größerem radialen Abstand schmaler werden, wobei dann wiederum eine
Aufweitung bis zum Rand der Deckscheibe vorgesehen ist, um die spitz
zulaufenden Enden der Segmente 11 zu vermeiden.
In Fig. 4 ist schematisch eine Deckscheibe in der Draufsicht gezeichnet, wobei
die Linien für anzubringende Schlitze gestrichelt, strichpunktiert oder gepunktet
dargestellt sind. Beispielhaft wird das Ausschneiden bzw. Herstellen einer der
Öffnungen 9 beschrieben. Bei der Herstellung einer entsprechenden Deckscheibe
mit Laufradschaufeln beginnt man also zunächst mit dem Schneiden oder Stanzen
eines Schlitzes entlang der Linie 6. Entlang der Linie 12 wird dann das
überstehende, spitz zulaufende Ende 11′ des Segmentes 11 abgetrennt. Weiterhin
wird, vom Ende des Schlitzes 6 ausgehend, ein weiterer Schlitz 7 in die
Deckscheibe eingeschnitten, so daß entlang der Knicklinie 13 der zwischen
Knicklinie 13 und dem Schlitz 6 liegende Teil der Deckscheibe als Schaufel 2 nach
innen umgebogen werden kann. Der eine Rand des Schlitzes 6 bildet dann die
nach innen umgebogene freie Kante der Schaufel 2, welche mit der Nabenscheibe
zu verschweißen ist. Bei einer Ausführungsform, wie sie z. B. in Fig. 3 dargestellt
ist, verläuft die Knicklinie 13 nicht parallel zur Schlitzlinie 6, sondern unter
allmählich nach außen abnehmendem Abstand, so daß der umgeknickte Teil
immer der jeweiligen Schaufelhöhe entspricht. Die genaue Richtung und Länge
des Schlitzes 7 und gegebenenfalls auch des Schlitzes 8 hängt auch vom
Krümmungsverlauf der Schaufel, von der Biegetechnik, der Verformbarkeit des
Scheibenmaterials und dem gewünschten Verlauf der radialen Abschlußkanten der
Schaufeln 2 ab. Im wesentlichen verlaufen diese Schlitze jedoch senkrecht zum
Schlitz 6 und mehr oder weniger in Umfangsrichtung der Scheibe.
Grundsätzlich wäre es auch möglich, den Schlitz 7 auf der konvexen Seite der
Knicklinie 13 anzubringen, so daß dann nach dem Umknicken des von den
Schlitzen eingeschlossenen Teils die Öffnung 9 unmittelbar an die konkave Seite
der Schaufeln 2 anschließen würde. Aus praktischen Gründen, vor allem was das
Umbiegen angeht, ist jedoch das erstgenannte Verfahren vorzuziehen.
Eine weitere Ausführungsform, die beispielhaft an einer Öffnung 9 in Fig. 4
dargestellt ist, erhält man durch Anbringen eines dritten Schlitzes 8 am radial
äußeren Ende eines Schlitzes 6, der sich nicht ganz bis zum Umfang der
Deckscheibe erstreckt. Die Laufradschaufel 2 wird dann wiederum durch
Umknicken des zwischen den Schlitzen eingeschlossenen Bereiches gebildet. Ein
Abtrennen entlang der Linie 12 entfällt dann, da in diesem Fall die Endabschnitte
der Segmente 11 über die radial außen die Öffnungen 9 begrenzende Stege 14
verbunden und somit ausreichend stabil sind. Die effektive Schaufellänge in
radialer Richtung ist dann allerdings etwas geringer als bei der zuvor be
schriebenen Ausführungsform.
Wie man aus den Fig. 2 und 3 erkennt, bleiben große Teile der Deckscheibe
1 in Form der Segmente 11 erhalten, so daß das Laufrad im wesentlichen die
Eigenschaften eines geschlossenen Laufrades behält. Der Effektivitätsverlust in der
Pumpleistung gegenüber einem Laufrad mit vollständig geschlossener Deckscheibe
ist überraschend gering, so daß es insbesondere auch nicht nötig ist, enge
Toleranzen zwischen Deckscheibe und Pumpengehäuse einzuhalten. Gleichzeitig
ist jedoch die Herstellung derartiger Laufräder dadurch erheblich vereinfacht
worden, daß die Schaufeln mit einer der Scheiben, vorzugsweise der Deckscheibe
1, einstückig ausgebildet sind, vor allem aber auch dadurch, daß die freien Kanten
der mit einer Scheibe bereits fest verbundenen Schaufeln zur Herstellung sauberer
Schweißnähte 5 durch die Öffnungen 9 sehr leicht zugänglich sind. Schließlich
wird auch die getrennte Herstellung der Schaufeln und das hierfür erforderliche
Material eingespart.
Für große Laufräder ist es aufgrund der Kosten für Stanz- und Biegewerkzeuge
erforderlich, die Deckscheibe 1 (oder die Nabenscheibe 3) aus Einzelsegmenten mit
mindestens jeweils einer angeformten Schaufel zusammenzusetzen. Die Zahl der
Einzelsegmente entspricht also gegebenenfalls der Schaufelzahl.
Claims (19)
1. Laufrad für Kreiselpumpen, Lüfter, Turbinen oder dergleichen, bestehend
aus einer Nabe (4), zwei Scheiben, nämlich einer Nabenscheibe (3) und einer
Deckscheibe (1), und Schaufeln (2), welche sich zwischen Deckscheibe (1) und
Nabenscheibe (3) erstrecken, gekennzeichnet durch Öffnungen (9) in einer der
Scheiben (3, 1) für den Durchgriff von Werkzeugen, wobei die Öffnungen sich
entlang der Kontur der Schaufeln (2) erstrecken.
2. Laufrad nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine einstückige
Ausbildung einer der Scheiben (1, 3) mit den Schaufeln (2).
3. Laufrad nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite
der Öffnungen (9) mindestens teilweise im wesentlichen der Höhe der Schaufeln
(2) entspricht.
4. Laufrad nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß
die Öffnungen (9), in Rotationsrichtung des Laufrades gesehen, sich unmittelbar
von der Vorderseite der Schaufeln (2) aus erstrecken.
5. Laufrad nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß
die an die jeweils andere, nicht mit den Öffnungen (9) versehene Scheibe (3 bzw.
1) angrenzende Kante der Schaufeln (2) mit dieser Scheibe verschweißt ist.
6. Laufrad nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß
zumindest im radial innen liegenden Bereich der Schaufeln (2) die Öffnungen (9)
eine im wesentlichen konstante Breite, gemessen senkrecht zum Verlauf der
Schaufelkontur, haben.
7. Laufrad nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß
im radial innen liegenden Bereich der Schaufeln (2) die Öffnungsbreite von innen
nach außen abnimmt.
8. Laufrad nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß
die Schaufeln aus der Fläche der Deckscheibe (1) bzw. der Nabenscheibe (3)
herausgebogen sind.
9. Laufrad nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß
die Öffnungen (9) im radial außen liegenden Bereich verbreitert sind.
10. Laufrad nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß
die Öffnungen (9) vor dem radial äußeren Rand der zugehörigen Scheibe (1 bzw.
3) enden.
11. Laufrad nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet,
daß die Öffnungen in der Deckscheibe (1) ausgebildet sind.
12. Laufrad nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet,
daß die Schaufeln (2) um weniger als 90° aus der Fläche einer der Scheiben (1,
3) herausstehen.
13. Laufrad nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet,
daß die mit Öffnungen (9) und Schaufeln (2) versehene Scheibe aus einzelnen
Segmenten zusammengesetzt ist.
14. Verfahren zur Herstellung von Laufrädern, welche aus einer Nabe (4),
zwei Scheiben, nämlich einer Nabenscheibe (3) und einer Deckscheibe (1), und aus
Laufradschaufeln (2) bestehen, wobei Nabenscheibe (3) und Deckscheibe (1) über
die Schaufeln (2) miteinander verbunden werden, dadurch gekennzeichnet, daß
parallel zur Kontur der vorgesehenen Schaufeln (2) jeweils eine Öffnung in einer
Scheiben (1 oder 3) angebracht wird, und daß mindestens eine der Scheiben (3
oder 1) mit durch die Öffnungen (9) in das Laufradinnere eingreifenden
Werkzeugen mit den Schaufeln (2) verbunden wird.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster
Schlitz (6) in einer der Scheiben (1 oder 3) angebracht wird, von dessen radial
innen liegenden Endabschnitt ein zweiter Schlitz (7) ausgeht, dessen Richtung eine
Komponente senkrecht zu dem Endabschnitt des ersten Schlitzes (6) hat und
welcher am radial inneren Ende der jeweiligen Schaufeln (2) endet, und daß der
von den Schlitzen begrenzte Bereich in einer Breite, welche der Schaufelhöhe
entspricht, in etwa senkrecht zur Fläche der Scheibe (1 bzw. 3) als Schaufel (2)
nach innen gebogen wird und daß die nach innen gebogene Kante dieser Schaufel
(2) mit der gegenüberliegenden Scheibe (3 bzw. 1) verbunden wird.
16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die
an der jeweils nicht mit Öffnungen versehenen Scheibe (3 bzw. 1) anliegenden
Kanten der Schaufeln (2) mit Schweißwerkzeugen verschweißt werden, welche
durch die Öffnungen (9), welche durch das Herausbiegen der Schaufeln (2) aus
der Ebene einer der Scheiben gebildet werden, hindurchragen.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet,
daß der erste Schlitz (6) sich bis zum äußeren Rand der Scheibe erstreckt.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen
(9) in ihrem radial äußeren Bereich bis zum Rand der Scheibe erweitert werden.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet,
daß der erste Schlitz (6) im Abstand vom Außenrand der Scheibe (3 bzw. 1) endet
und daß ein dritter, sich parallel zum Umfang der Scheibe und vom radial
äußeren Ende des ersten Schlitzes (6) ausgehender Schlitz (8) in der Scheibe (1
oder 3) angebracht wird, dessen Länge der Höhe der Schaufel (2) an ihrem radial
äußeren Ende entspricht.
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---|---|---|---|
DE19914101868 DE4101868A1 (de) | 1991-01-23 | 1991-01-23 | Laufrad fuer kreiselpumpen |
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DE (1) | DE4101868A1 (de) |
Cited By (3)
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