DE4118774C2 - Formwerkzeug zum Herstellen eines Lauf- oder Leitrades einer Radialpumpe - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Form­ werkzeug zum Herstellen eines Lauf- oder Leitrades einer Radialpumpe gemäß dem Oberbegriff des An­ spruches 1.

Ein derartiges Formwerkzeug ist aus der DE-OS 36 11 910 bekannt. Bei derartigen Formwerkzeugen ist an den an der Trennfläche vorhandenen spitzwinkligen Endkanten im Bereich der Formschlitze für die Schau­ feln jeweils eine messerscharfe Kante vorhanden. Dies ermöglicht zwar die Herstellung glatter Schaufelober­ flächen auf beiden Seiten jeder Schaufel. Bei Formwerk­ zeugen für die Massenproduktion und auch für Form­ werkstoffe mit hoher Formtemperatur werden diese scharfen Kanten jedoch sehr stark belastet. Die Folge ist ein nach nur relativ geringer Produktionszahl auftre­ tender Verschleiß oder gar ein Abplatzen zumindest von Teilen dieser Kanten. Hierdurch wird das Form­ werkzeug unbrauchbar und kann evtl. nur mit sehr ho­ hem Aufwand an Zeit und Kosten repariert werden.

Mit der vorliegenden Erfindung soll die Aufgabe ge­ löst werden, ein Formwerkzeug der genannten Art der­ art zu gestalten, daß die Gefahr des Verschleißes, des Kantenbruchs oder des teilweisen Kantenbruchs ver­ mieden und somit eine hohe Standzeit des Formwerk­ zeugs erreicht wird.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die im Kennzeichen des Anspruches 1 angegebenen Merkmale.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Form­ werkzeugs ist die Bruchgefahr für die erwähnten End­ kanten mit geringem Aufwand bei unmerklicher Ände­ rung der Beschaffenheit der Schaufelflächen beseitigt. Es hat sich sogar herausgestellt, daß der entstehende flache bzw. niedrige Grat auf den Schaufelflächen im Schnittpunkt derselben mit der Trennfläche eine Erhö­ hung der Förderleistung bzw. des Wirkungsgrades der Radialpumpe bewirkt.

Weitere vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben und werden nach­ folgend anhand eines in der Zeichnung veranschaulich­ ten Ausführungsbeispiels näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Ausschnitt ei­ nes zweiteiligen Werkzeugs mit dem ausgeformten Laufrad gemäß dem Schnitt I-I der Fig. 2,

Fig. 2 einen Ausschnitt des Werkzeugs in einer An­ sicht gemäß dem Schnitt II-II der Fig. 1,

Fig. 3 und 4 je einen vergrößerten Ausschnitt der Fig. 2 im Bereich der Schnittpunkte für die beiden Werkzeugteile und

Fig. 5 einen vergrößerten Ausschnitt eines Laufrades im Bereich der Schnittpunkte.

In Fig. 1 ist mit 1 ein Ausschnitt eines Laufrades oder eines Leitrades einer Radialpumpe gemäß dem Schnitt I-I der Fig. 2 bezeichnet, das zwei versetzte Scheiben 2 und 3, Schaufeln 4 und eine Nabe 5 aufweist. Das Lauf­ rad 1 ist mittels eines axial in Richtung der Rotations­ achse R des Laufrades 1 teilbaren Formwerkzeugs 6, bestehend aus den Werkzeugteilen 7 und 8, durch einen Spritz-, Gieß-, Spritzguß- und/oder Preßvorgang aus einem durch Druck und/oder bei erhöhter Temperatur formbaren Werkstoff erzeugt.

Als Werkstoffe können beispielsweise Aluminium, Zink, Zink-Zinn-Magnesium-Legierungen oder dgl. oder auch Kunststoffe, wie ungefüllte oder gefüllte Polymere, insbesondere Thermoplaste, Duroplaste oder dgl. vorgesehen sein. Nach dem Entformen kann das Laufrad 1 mit einem in Fig. 1 gestrichelt eingezeichne­ ten Verschlußring 9 auf der der Scheibe 2 gegenüberlie­ genden Seite geschlossen werden.

Der Formvorgang, beispielsweise durch einen Spritz­ prozeß, erfolgt über einen Angußkanal 10 im Werk­ zeugteil 8 und über von diesem zur Nabe 5 führende Kanäle 11.

Durch die zur Rotationsachse R konzentrische zylin­ drische oder kegelförmige Trennfläche 14 zwischen den Werkzeugteilen 7 und 8 wird jeweils ein der Rotations­ achse R näher liegender Abschnitt 15 der Schaufeln 4 durch Fortsätze 13 des einen Werkzeugteils 8, zwischen denen Schaufel-Formschlitze 16 (Fig. 2) gebildet sind, geformt. Die weiter außen liegenden, also die radial über die Trennfläche 14 reichenden Abschnitte 17 der Schaufeln 4 werden durch Fortsätze 12 des anderen Werkzeugteils 7, zwischen denen Schaufel-Formschlitze 18 (Fig. 2) gebildet sind, geformt.

Wie aus dem in Fig. 2 gemäß dem Schnitt II-II der Fig. 1 dargestellten Ausschnitt des Werkzeugs 6 ersicht­ lich, bilden die Seitenflächen 19 bzw. 20 der Schaufel- Formschlitze 16, 18 mit der in deren Schnittpunkt S19 bzw. S20 mit der Trennfläche 14 erzeugten virtuellen Tangente T19 bzw. T20 einen spitzen Winkel α bzw. β. Diese spitzen Winkel α bzw. β sind auch an der Endkan­ te 21 der Fortsätze 13 des einen Werkzeugteils 8 bzw. an der Endkante 22 der Fortsätze 12 des anderen Werk­ zeugsteils 7 vorhanden. Erfindungsgemäß sind die spit­ zen Endkanten 21, 22, wie in den Fig. 3 und 4 dargestellt, angefast, indem beispielsweise der auslaufende Bereich der Spitze um einen Höhenbetrag von etwa 0,1 mm bis 3 mm, insbesondere von etwa 0,3 mm bis 0,6 mm, durch Anfasen abgestumpft wird. Die so entstandenen Anfas­ flächen 23 bzw. 24, die sich über die gesamte Breite der Schaufeln 4 erstrecken, besitzen eine Breite von etwa 0,1 mm bis 2 mm, insbesondere von etwa 0,25 mm bis 0,6 mm, wobei die Ebene 23.1 bzw. 24.1 der Anfasflä­ chen 23 und 24 zweckmäßig etwa senkrecht zur Fläche­ nebene oder vorzugsweise zur Winkelhalbierenden 27 (vgl. Fig. 4) der entsprechenden Seitenflächen 19, 20 der zugeordneten Schaufeln 4 verläuft.

Durch das Anfasen der Endkanten 21, 22 wird bei einer Serienproduktion von Laufrädern oder Leiträdern der Verschleiß, das Abplatzen bzw. das teilweise Ab­ platzen der bisher üblicherweise vorhandenen Spitzen vollständig vermieden und somit eine sehr lange Stand­ zeit des Werkzeugs 6 gewährleistet. Die dabei entste­ henden, aus Fig. 5 ersichtlichen niedrigen Stege 25 und 26 - in der Zeichnung zwecks besserer Sichtbarma­ chung übertrieben groß dargestellt - auf der Seitenflä­ che 19 bzw. 20 der Schaufeln 4 vermindern den Pumpen­ wirkungsgrad nicht, sondern können im Gegenteil durch Wirbelbildung sogar noch zur Steigerung der Lei­ stung, insbesondere der Anfangs-Saug- oder Druck- Wirkung, beitragen.

Die beschriebene Radialpumpe eignet sich insbeson­ dere als Kühlwasserpumpe für Kraftfahrzeuge.

Mit der vorliegenden Erfindung wird der weitere Vorteil erzielt, daß trotz der vergleichsweise kompli­ zierten Form des Lauf- oder Leitrades einer Radialpum­ pe von der Möglichkeit der N-profilartigen Entformung Gebrauch gemacht werden kann. Dadurch wird die auf­ wendige Konstruktion von Radialschiebern vermieden.

Neben der verschleißfreundlichen Gestaltung des erfin­ dungsgemäßen Formwerkzeugs ergibt sich der weitere Vorteil, daß der in Fig. 1 dargestellte Verschlußring 9 mit dem Grundkörper durch eine sägezahnähnliche Verbindung zusammengesetzt werden kann, was insbe­ sondere bei der Verwendung von Polymerteilen einen besseren Verbund dieser Teile bewirkt.

Claims (3)

1. Formwerkzeug zum Herstellen eines Lauf- oder Leitrades einer Radialpumpe, deren in Form einer zur Rotationsachse des Lauf- oder Leitrades kon­ zentrischen Zylinder- oder Kegelfläche ausgebilde­ te Trennfläche im Bereich der die Schaufeln for­ menden Formschlitze der Werkzeugteile derart verläuft, daß die Schaufel-Formschlitze für die der Rotationsachse näher liegenden Abschnitte der zu formenden Schaufeln in dem einen Werkzeugteil und diejenigen für die weiter außen liegenden Ab­ schnitte der Schaufeln im anderen Werkzeugteil vorgesehen sind, wobei die Schaufel-Formschlitze bzw. die zu formenden Schaufeln im Schnittpunkt mit der Trennfläche einen spitzen Winkel zu der im Schnittpunkt zur Trennfläche vorhandenen virtuel­ len Tangente bilden, dadurch gekennzeichnet, daß die die spitzen Winkel (α, β) bildenden spitzen End­ kanten (21 bzw. 22) der entsprechenden Werkzeug­ fortsätze (13 bzw. 12) beider Werkzeugteile (7, 8) angefast sind.

2. Formwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die angefasten Endkanten (21 bzw. 22) eine Breite von etwa 0,1 mm bis 2 mm, insbesondere von etwa 0,25 mm bis 0,6 mm, besit­ zen.

3. Formwerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ebenen (23.1 bzw. 24.1) der Anfasflächen (23 bzw. 24) der Endkanten (21 bzw. 22) jeweils etwa senkrecht zur Winkelhalbie­ renden (27) der beiden Seitenflächen (19, 20) der zugeordneten Schaufeln (4) im Schnittpunkt (S19 bzw. S20) verläuft.