Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von
Seitenkanal-Kreiselpumpen, insbesondere funktionswichtiger
Teile, wie beispielsweise des Saug- und Druckflansches, aus ei
nem reaktionsharzgebundenen Material zur Förderung von aggres
siven flüssigen Medien bis 80 Grad Celsius.The invention relates to a method for producing
Side channel centrifugal pumps, in particular functionally important
Parts, such as the suction and pressure flange, from egg
reaction resin-bonded material to promote aggres
liquid media up to 80 degrees Celsius.
Durch DD-PS 1 44 943 ist eine nach dem Maskenformverfahren herge
stellte Kreiselpumpe bekannt, deren Teile, jedoch mindestens
eines der medienberührenden Teile aus einer stützkörperlosen
Glaskeramik, deren Hauptbestandteile Siliziumdioxid (SiO2) und
Aluminiumoxid (Al2O3) sind und einen Gewichtanteil von bis zu
90 Prozent haben können, bestehen. Die Glaskeramik soll maschi
nell bearbeitbar sein, eine Temperaturbeständigkeit bis zu
500 Grad Celsius besitzen und eine hohe Chemikalienbestän
digkeit aufweisen. Nachteilig ist jedoch, daß die Herstellung
der Glaskeramik nach dem Maskenformverfahren energieaufwendig
ist und die Pumpenteile einer mechanischen Endbearbeitung
unterzogen werden müssen.DD-PS 1 44 943 discloses a centrifugal pump produced by the mask molding process, the parts of which, but at least one of the parts in contact with the medium, are made of a glass ceramic without a support body, the main components of which are silicon dioxide (SiO 2 ) and aluminum oxide (Al 2 O 3 ) and a proportion by weight of up to 90 percent can exist. The glass ceramic should be machinable, temperature resistant up to 500 degrees Celsius and have a high chemical resistance. However, it is disadvantageous that the production of the glass ceramic by the mask molding process is energy-intensive and that the pump parts have to be subjected to mechanical finishing.
Der Einsatz von reaktionsharzgebundenen Materialien ist bereits
seit vielen Jahren im Werkzeugmaschinenbau bekannt, vorrangig
zur Herstellung massiver Bauteile, wie beispielsweise Betten,
Ständer und Schlitteneinheiten, die in der Regel auf Steifig
keit dimensioniert werden. Hierzu ist es erforderlich, daß ein
Füllstoffgemenge aus Gesteinspartikeln mit einem aus Harz und
Härter bestehenden Bindemittelsystem vermischt und danach in
eine Gießform eingefüllt und verdichtet wird. Ein Material der
genannten Art ist Gegenstand der DE-PS 35 03 763. Der genannten
DE-PS liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen
von Maschinenteilen zu schaffen, die eine höhere Festigkeit,
ein gutes Langzeitverhalten und eine gute Kriechstabilität ha
ben sollen. Erreicht wird dies, indem als Feinanteil des Füll
stoffgemenges Partikel aus Hartstoffen mit einem gegenüber dem
Gestein höheren Elastizitätsmodul, wie Aluminiumoxid oder Sili
ziumcarbid oder Siliziumnitrid oder Quarz oder Quarzglas oder
eine Mischung aus diesen Materialien, vorgesehen werden, die
Hartstoffpartikel im wesentlichen kubisch gebrochen sind und
die Körnung nicht größer als 1 mm ist und eine definierte Sieb
linie aufweist. Die Sieblinien für das Mischungsverhältnis der
Korngrößen der Partikel ist durch Versuche zu ermitteln, wobei
die Prüfkörper einer Kriechprüfung ausgesetzt werden. Nach dem
Ergebnis der Prüfkörper kann dann der Anteil der Feinstpartikel
festgelegt werden. Die Auswahl der Gesteinsart erfolgt im Hin
blick auf die gewünschten Eigenschaften der fertigen Maschinen
teile, insbesondere hinsichtlich einer maximalen Festigkeit und
eines maximalen Elastizitätsmoduls. Bevorzugt sind Tiefenge
steine, wie Basalt, Flint, Gabbro, Diabase, Dolerit oder Diorit
zu verwenden. Zum Festlegen des Mischungsverhältnisses der
Korngrößenverteilung der Partikel für jede Gesteinsart ist eine
Sieblinie zu ermitteln. Hierbei ist die Verteilungskurve nach
Fuller zugrundezulegen.Reaction resin-bound materials are already in use
Known in machine tool construction for many years, primarily
for the production of solid components, such as beds,
Stands and sled units, usually on rigid
dimensioned. This requires that a
Filler mixture of rock particles with a resin and
Existing binder system mixed and then in
a mold is filled and compressed. A material of
mentioned type is the subject of DE-PS 35 03 763. The mentioned
DE-PS is based on the task of a method for manufacturing
of machine parts that have higher strength,
good long-term behavior and good creep stability ha
should. This is achieved by adding a fine portion of the fill
mixed particles of hard materials with a compared to the
Rocks with a higher modulus of elasticity, such as aluminum oxide or sili
ziumcarbid or silicon nitride or quartz or quartz glass or
a mixture of these materials can be provided
Hard material particles are essentially cubic and broken
the grain size is not larger than 1 mm and a defined sieve
line has. The sieve lines for the mixing ratio of the
Grain sizes of the particles are to be determined by experiments, whereby
the test specimens are subjected to a creep test. After this
The result of the test specimen can then be the proportion of very fine particles
be determined. The type of rock is selected in the rear
look at the desired properties of the finished machines
parts, especially with regard to maximum strength and
a maximum modulus of elasticity. Deep constriction is preferred
stones such as basalt, flint, gabbro, diabase, dolerite or diorite
to use. To set the mixing ratio of the
Grain size distribution of the particles for each rock type is one
To determine the sieve line. Here the distribution curve is after
Fuller.
Die Nachteile des in DE-PS 35 03 763 beschriebenen Verfahrens
zur Herstellung von Maschinenteilen aus einem reaktionsharz
gebundenen Material bestehen darin, daß extrem hohe Anforderun
gen an die zu verarbeitenden Einzelgemische bestehen, wobei je
weils die Sieblinien für das Mischungsverhältnis der Korngrößen
der Hartstoffpartikel durch zeitaufwendige Versuche zu ermit
teln sind.The disadvantages of the method described in DE-PS 35 03 763
for the production of machine parts from a reactive resin
bound material is that extremely high demands
to the individual mixtures to be processed, whereby each
because the sieve lines for the mixing ratio of the grain sizes
to determine the hard material particles through time-consuming experiments
are.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstel
lung von insbesondere funktionswichtigen Teilen einer Seiten
kanal-Kreiselpumpe aus einem reaktionsharzgebundenen Material
zu schaffen, das in seiner Durchführung effektiv ist, ohne vor
herige Versuchsdurchführung durch ein einfach herzustellendes
und verarbeitbares Mischungsverhältnis der Korngrößen sowie der
anderen Bestandteile zueinander geprägt ist, und somit immer
qualitätsgerechte reproduzierbare Pumpenteile hervorbringt. Die
Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der prozen
tuale Kornstufungenanteil des Füllstoffes bei einem Maximal
korndurchmesser von 2 mm nach einer Sieblinie bestimmt wird,
die aus der Sieblinie für Epoxidharzmörtel der US Air Force
entwickelt wurde. Für den Pumpenwerkstoff ist es aus Gründen
der Festigkeit, des Verschleißes, der guten Abformbarkeit und
der Einhaltung enger Toleranzen notwendig, eine Sieblinie bis
zum Maximalkorndurchmesser von 2 mm einzusetzen, wobei die
Sieblinie eine Körnung mit der Zusammensetzung 0 bis 0,1 mm
13,8 bis 18,2%, 0,1 bis 0,25 mm = 11,9 bis 16,1%, 0,25 bis
0,5 mm = 21,7 bis 28,3%, 0,5 bis 1 mm = 20,2 bis 25,8% und
1 bis 2 mm = 20,3 bis 23,7% aufweist. Als Füllstoff wird
Siliziumdioxid verwendet. Dieses Füllstoffgemisch wird durch
portionsweise Zugabe in einem Verhältnis von 1 zu 6,8 bis
10,2, vorzugsweise 1 zu 9,7, mit einem Harz-Härter-System in
einem Zwangsmischer bis zu 30 Minuten gemischt, und somit wird
eine optimale Benetzung des Bindemittels und der zu erzielenden
Festigkeitswerte des Werkstoffes ermöglicht. Nach 30 Minuten
wird der Zwangsmischer entleert und die breiige, schwerfließbare
Masse in eine oder mehrere Gießformen geschüttet. Während des
gesamten Gießvorgangs, wobei Unterbrechungen zulässig sind,
werden die Gießformen in Vibration versetzt. Damit entsteht
bekanntermaßen ein homogener Guß. Die Festigkeitswerte des
Pumpenwerkstoffes betragen im einzelnen für die Druckfestig
keit 130 N/mm2, die Zugfestigkeit 15 N/mm2 und die
Biegezugfestigkeit 28 N/mm2. Nach ungefähr 3 Stunden ist die
Masse verfestigt.It is therefore an object of the invention to provide a method for the production of, in particular, functionally important parts of a side channel centrifugal pump made of a reaction-resin-bound material, which is effective in its implementation without prior test execution by means of a mixture ratio of the grain sizes as well as that which is simple to manufacture and process other components is shaped to each other, and thus always produces high quality, reproducible pump parts. The object is achieved in that the percentage grain gradation of the filler is determined at a maximum grain diameter of 2 mm according to a sieve line that was developed from the sieve line for epoxy resin mortar of the US Air Force. For reasons of strength, wear, good formability and compliance with tight tolerances, it is necessary to use a sieve line with a maximum grain diameter of 2 mm for the pump material, the sieve line having a grain size of 0 to 0.1 mm 13.8 up to 18.2%, 0.1 to 0.25 mm = 11.9 to 16.1%, 0.25 to 0.5 mm = 21.7 to 28.3%, 0.5 to 1 mm = 20 , 2 to 25.8% and 1 to 2 mm = 20.3 to 23.7%. Silicon dioxide is used as filler. This filler mixture is mixed in portions in a ratio of 1 to 6.8 to 10.2, preferably 1 to 9.7, with a resin-hardener system in a compulsory mixer for up to 30 minutes, and thus an optimal wetting of the Binder and the strength values of the material to be achieved. After 30 minutes, the compulsory mixer is emptied and the pulpy, difficult-to-flow mass is poured into one or more casting molds. The casting molds are vibrated during the entire casting process, with interruptions being permitted. As is known, this creates a homogeneous casting. The strength values of the pump material are 130 N / mm 2 for the compressive strength, 15 N / mm 2 for the tensile strength and 28 N / mm 2 for the bending tensile strength. The mass solidifies after about 3 hours.
Die nach diesem Verfahren hergestellten Pumpenteile sind in
ihrer Konstruktion hinsichtlich einer besseren Montage verän
derbar und haben durch ihre hohe Abformgenauigkeit eine hohe
Oberflächengüte (Ra = 3 µm möglich). Damit verbessert sich der
Pumpenwirkungsgrad. Ebenfalls sind die Pumpenteile leichter
und gegen aggressive flüssige Medien resistent.The pump parts manufactured according to this method can be changed in their construction with a view to better assembly and, due to their high molding accuracy, have a high surface quality (R a = 3 µm possible). This improves the pump efficiency. The pump parts are also lighter and resistant to aggressive liquid media.
Am Beispiel der Herstellung eines Saug- und Druckflansches
soll die Erfindung näher erläutert werden. Die verbesserte
Pumpenkonstruktion sieht vor, daß beide Teile in der Saug- und
Druckstufe gleichgestaltet sind. Dies bringt neben der Montage
auch in der Fertigungstechnologie erhebliche Vorteile. Damit
maßhaltige Teile ohne Nacharbeit entstehen, wird in senkrech
ter Lage in eine im Grundaufbau zweiteiligen Form abgegossen.
Stahlgewindebuchsen für die Lagerdeckelbefestigung und für
die Befestigung der Saug- und Druckrohre am Rohrflansch werden
vor dem Abguß in den Formhälften befestigt. Außerdem sind sie
zur besseren Haftung im Guß mit Einstichen zu versehen. Für
den Einlauf- bzw. Auslaufkanal im Stutzen wird ein lösbarer
Kern in einer Formwand angeordnet. Wellen- und Kugellagerboh
rung werden durch einen Kern realisiert, in dem sich ein spe
zieller Mechanismus für die Seegerringeinstiche befindet. Ein
kleiner Steiger an der Flanschfläche garantiert, daß homogener
Guß entsteht. Dieser wird nach dem Entformen durch Trenn
schleifen entfernt. Hinterschneidungen treten nicht auf.Using the example of the production of a suction and pressure flange
the invention will be explained in more detail. The improved
Pump construction provides that both parts in the suction and
Pressure level are designed the same. This brings in addition to assembly
There are also considerable advantages in manufacturing technology. In order to
true-to-size parts without reworking will be vertical
ter layer cast in a two-part form in the basic structure.
Steel threaded bushings for the bearing cap fastening and for
the attachment of the suction and pressure pipes to the pipe flange
fixed in the mold halves before casting. Besides, they are
to provide punctures in the cast for better adhesion. For
the inlet or outlet channel in the nozzle becomes a detachable one
Core arranged in a mold wall. Shaft and ball bearing bores
are realized by a core, in which a spe
mechanism for the circlip punctures. A
small riser on the flange surface guarantees that more homogeneous
Casting is created. After demolding, this is separated
grind away. There are no undercuts.