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Verfahren zum Gießen von Leitvorrichtungen für Zentrifugalpumpen oder
Gebläse Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Leitvorrichtungen
für Zentrifugalpumpen oder Gebläse.
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Die Herstellung der Form und die Anordnung von Leitkanälen solcher
Leitvorrichtungen ist nach den bis jetzt bekannten Herstellungsverfahren mit besonderen
Schwierigkeiten verbunden und zudem kostspielig. Solche Vorrichtungen, wenn wie
üblich aus Sandguß hergestellt, besitzen eine verhältnismäßig rauhe Oberfläche.
In Pumpen oder Gebläsen, in denen das Fördermittel mit sehr hohen Geschwindigkeiten
durch die Leitkanäle hindurchfließt, erzeugt die Rauheit der Oberflächen der Leitvorrichtungen
eine bedeutende Verschlechterung des Wirkungsgrades, die bis jetzt nur durch mühsame
Nacharbeit der inneren Oberflächen der Leitkanäle behoben werden konnte. Es ist
daher eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung, diesen tlbelstand zu beheben.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Leitvorrichtungen
für Zentrifugalpumpen oder Gebläse ist dadurch gekennzeichnet, daß das die Leitkanäle
aufweisende Gehäuse aus zwei oder mehr Teilen hergestellt wird und zum mindesten
für die inneren Teile der Leitkanäle, durch welche das Fördermittel mit hoher Geschwindigkeit
hindurchfließt und wobei die genannte Geschwindigkeit zum mindesten teilweise in
Druck umgesetzt wird, vorfabrizierte Leitvorrichtungswände aus dünnem blechartigem
Material vorgesehen werden. Die vorfabrizierten Wände werden dann in richtiger Lage
zur Gießform des Gehäuses eingesetzt,
worauf das Gießgut zur Bildung
eines einzigen Gehäusestückes mit den vorfabrizierten Wänden der Leitvorrichtung
gegossen wird.
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Bei diesem Verfahren können die besonders wichtigen Leitkanäle über
die Trennfläche der Gehäuseteilkörper hinausragend vorgesehen sein und mit der bestmöglichen
Oberfläche durch Pressen, Biegen, Schweißen u. dgl. aus dünnwandigem Material vor
ihrem Eingießen in die Gehäuseform für sich hergestellt werden.
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Das Verfahren kann derart sein, daß die inneren, gesondert vorfabrizierten
Leitvorrichtungsteile oder Einlagen vor dem Eingießen in einen anderen Teil oder
in die anderen Teile des Gebläse- und Pumpengehäuses starr miteinander verbunden
werden und dadurch ein einziges Stück oder Teilstücke bilden.
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Die inneren, gesondert vorfabrizierten Leitvorrichtungsteile können
in Teilstücken, welche durch eine Normalebene zur Maschinenachse getrennt sind,
mit in gleicher Weise getrennten Gehäuseteilen zusammen eingegossen werden. Die
Erfindung sieht die Herstellung der eingelegten Teile der Leitvorrichtung vorzugsweise
mit über die endgültige Trennfläche hinausragenden Wandkanten vor, so daß ein Überfließen
des flüssigen Gießgutes in die Leitkanäle während des Gießvorganges verhindert wird.
Diese Leitvorrichtungsteile können während des Gießvorganges mit Trennwänden zum
Schließen ihrer normalen Durchflußöffnungen versehen werden, um dadurch das flüssige
Gießgut am Überfließen in die von den Einlagen gebildeten Kanäle zu verhindern.
Diese vorübergehend eingesetzten Trennwände werden nach dem Gießvorgang wieder entfernt.
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Es können Kerne aus Metall oder Sand oder ähnlichem Material in das
Innere der Leitvorrichtungseinlagen zur Kühlung und Verstärkung derselben während
ihrer Erhitzung beim Gießvorgang eingesetzt werden. Solche Kerne können ebenfalls
mit besonders vorgesehenen Kühlvorrichtungen ausgerüstet sein.
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Im nachfolgenden sind mehrere erfindungsgemäße Verfahrensbeispiele,
die in den Zeichnungen illustriert sind, beschrieben.
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Die Fig. i bis 12 enthalten mehrere Ausführungsformen, auf die das
erfindungsgemäße Verfahren anwendbar ist.
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Die Fig. i bis 3 zeigen eine Ausführungsform, in welcher eine vorfabrizierte
Leitvorrichtung in zwei Gehäuseteile angeordnet und durch eine die Achse der Maschine
enthaltende Ebene getrennt ist. Fig. i ist eine Ansicht der getrennten Gehäuseteile
entsprechend des in Fig. 2 enthaltenen Pfeiles im zusammengefügten Zustand. Fig.
2 ist ein Schnitt in der Achse der getrennten Gehäuseteile, der Linie 1-I in Fig.
i entsprechend, ebenfalls im zusammengefügten Zustand. Fig.3 ist ein Schnitt durch
einen Leitkanal der Leitvorrichtung, der Linie II-II in Fig. i entsprechend, in
Abwicklung.
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Die Fig. 4 bis 6 enthalten eine Ausführungsform, auf die das Erfindungsgemäße
anwendbar ist, in welcher die vorfabrizierte Leitvorrichtung zwei von einer quer
zur Maschinenachse verlaufenden Ebene getrennte Teile enthält. Fig. 4 ist ein Aufriß
eines Teilstückes, in der Trennebene in Richtung des in Fig. 5 eingezeichneten Pfeiles
gesehen. Fig.5 ist ein Schnitt in der Achse der Maschine, der Linie 111-11I in Fig..4
entsprechend. Fig.6 zeigt einen Schnitt durch einen Leitkanal, der Linie IV-IV in
Fig. 4 entsprechend, in Abwicklung.
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Die Fig. 7 bis 9 zeigen ein Gehäuse und eine Leitvorrichtung, wobei
die gesondert vorfabrizierten Leitvorrichtungsteile und das Gehäuse ebenfalls in
einer quer zur 'Maschinenachse liegenden Ebene geteilt sind. Diese Darstellungen
zeigen das Aussehen der genannten Teile und des Gehäuses nach dem Gießvorgang, jedoch
zum Unterschied zu den Fig. 4 bis 6, vor ihrer endgültigen Bearbeitung und Zusammenstellung.
Fig. 7 ist eine Ansicht in der Trennebene in Richtung des in Fig. 9 dargestellten
Pfeiles. Fig. 8 ist ein Schnitt in der Maschinenachse durch eine Hälfte der Leitvorrichtung,
der Linie V-V in Fig. 7 entsprechend. Fig. 9 zeigt einen ähnlichen Schnitt durch
die andere Hälfte der Leitvorrichtung, ebenfalls entsprechend der gleichen Linie
V-V in F ig. 7.
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Fig. io zeigt die Anordnung der Kerne in den Einlagen und anderen
Teilen der Leitkanäle, sowie in den Hohlräumen der in Fig. 8 dargestellten Ausführungsform
und ist ein Schnitt durch den Gußkasten mit den Gußforinen und den vorfabrizierten
Einlagen in richtiger Stellung derselben nach dem Einguß des Gießmaterials.
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Fig. i i zeigt die Kühlvorrichtungen innerhalb der vorfabrizierten
Einlagen in einem der Fig. io entsprechenden Schnitt der in Fig. 9 dargestellten
Ausführungsform.
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Fig. 12 zeigt in einem Teilschnitt eine Einlage mit einem Metallüberzug,
der dazu bestimmt ist, sich mit dem Gießgut zu verschmelzen, oder eine integrale
Verbindung des Gießgutes mit der Einlage oder den Einlagen zu erzeugen.
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In den Fig. i bis 3 bezeichnen i und 2 die Hälften des Gehäuses, welches
die Leitvorrichtung enthält. Der Rotor 3 ist innerhalb des Gehäuses auf der Welle
8 drehbar montiert. Mit 4 sind die Leitkanäle der Leitvorrichtung bezeichnet. Die
Geschwindigkeit des Fördermittels wird mittels des Rotors 3 erzeugt und in den Leitkanälen
4 in Druck umgesetzt. Das Verfahren vorliegender Erfindung sieht besondere vorfabrizierte
Einlagen 5 vor, die Leitkanäle 4 bilden. Diese Einlagen werden gesondert mit großer
Genauigkeit durch Pressen, Biegen, Schweißen u. dgl. aus Blech hergestellt. Die
offenen Teile 6 der vorfabrizierten Einlagen 5 stehen über die Gehäuseteile i und
2 hinaus vor und werden in dieser Lage eingegossen. Dadurch, daß die Einlagen derart
überstehend ausgebildet sind, wird verhütet, daß flüssiges Gießgut während des Gießvorganges
in diese Einlagen hinein überläuft. Nachdem der Gießvorgang vollendet ist, werden
die vorragenden Teile 6 abgeschnitten, so daß die Trennfläche des Gehäuses und der
Einlagen in ein und derselben Ebene liegt.
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Jede Einlage 5 für einen Leitkanal 4 wird mit der nächstliegenden
Einlage 5 an der Berührungsstelle
derselben so zusammengebaut,
daß eine genau dimensionierte Leitvorrichtung mit richtiger Form der Leitkanäle
ohne weitere Bearbeitung gebildet wird, die so angeordnet ist, daß ein Überfließen
des Gießgutes in die Kanäle verhindert wird. Vor dem I?ingießvorgang können die
Einlagen 5 zu einem einzigen Stück, das sämtliche Leitkanäle 4 enthält, miteinander
verbunden werden.
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In Fig. 3 ist s die dünnwandige Einlage für den Gehäuseteil 2. Die
Art und Weise, in welcher die Einlage 5 über (las Gehäuse bei 6 vor der endgültigen
Bearbeitung vorsteht, ist ebenfalls dargestellt.
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Zur Vorbereitung des Eingießvorganges werden in die Einlagen 5 Kerne
aus Sand oder Metall zur Kühlung und Verstärkung eingesetzt.
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In den Fig. 4, 5 und 6 sind i' und 2' die Leitvorrichtung in den Gehäuseteilen.
3' bezeichnet den Rotor, der von der Welle 8' getrieben wird. 4' sind die als Diffusoren
ausgebildeten Leitkanäle der Leitvorrichtung. In diesen Leitkanälen wird die dem
Fördermittel durch den Rotor 3' erteilte Geschwindigkeit in Druck umgewandelt. Mit
5' sind die vorfabrizierten Einlagen, die aus dünnwandigem Material bestehen und
vor dein Eingießvorgang als Teile des Gehäuses hergestellt werden, bezeichnet. Das
Sammelgehäuse mit dein Ausflußstutzen io (strichpunktiert dargestellt) ist mit bezeichnet.
Die Leitkanäle 4' münden seitlich gerichtet über die Öffnung i i in das Sammelgehäuse.
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In den Fig. 4 bis 6 sind alle Teile in endgültig bearbeiteter Form
und im zusammengebauten Zustand dargestellt.
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Fig. 7 zeigt in strichpunktierten Linien wie die zwei das Gehäuse
bildenden Gußstücke, die mindestens einen Teil der I_eitkaiiäle 4" bilden. Die zwei
dünnwandigen I?inlagen 5", welche die Leitkanäle .' bilden, ragen über die Seitenwände
der Teile i" und 2" bei 6" hinaus. Diese Vorsprünge der Einlagen 5" dienen, wie
bereits erwähnt, zur Verhinderung des Cberfließens flüssigen Gießmaterials in das
Innere der Einlagen während des Gießvorganges. Nach dem Gießvorgang werden die Teile
i" und 2" maschinell bearbeitet und in die in den Fig. 4 bis 6 dargestellte Form
gebracht.
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Fig. 7 zeigt in strichpunktierten Linien, wie die Durchflußöffnungen
der Einlagen 5" vor dem Gießvorgang mittels Wänden 12, 13 verschlossen werden, damit
das Hineinfließen von flüssigem Gießgut in das Innere der Leitkanäle verhindert
wird. Es ist leicht ersichtlich, daß ohne diese Wände deren innere Oberfläche.niit
Gießgut erfüllt würde, was durch Abdecken der Durchgangsöffnungen der Einlagen in
der beschriebenen Art verhindert wird. Eine Kühlanordnung für einzelne Leitvorrichtungen
kann ebenfalls, den punktierten Linien in Fig. 7 entsprechend, vorgesehen werden.
16 bezeichnet die Einlaß- und i9 die Auslaßöffnung des Kühlkanals 17, 18.
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In Fig. io ist 2" das gegossene Gehäuse im zweiteiligen und fest zusammengeschraubten
Formkasten 25, 26. 27 und 28 sind die Gießformen. Die vorfabrizierte Einlage 5"
bildet einen Teil der Gießform 28 und ist mit wegnehmbaren Ankerstücken 29 während
des Gießvorganges mit 28 verankert. Die Einlagen 5" sind ebenfalls mit Formmaterial
15 ausgefüllt, wodurch die aus verhältnismäßig dünnem lNIaterial bestehenden Einlagen
verstärkt werden. Bei 20 ist ein einzeln hergestellter Kern aus Formmaterial zur
Formung des Leitvorrichtungsteiles im Gehäuse dargestellt. 21 sind ebenfalls einzelne
Kerne, die die Hohlräume des Gehäuses 2" bilden. Die Formen 27 und 28 können aus
zweckentsprechendem Material, wie Sand, Eisen u. dgl. sein. Das flüssige Gießgut
wird durch die Eingießöffnung 3o, die an einer zweckentsprechenden Stelle des Formkastens
vorgesehen wird, eingegossen. Bei 31 ist ein Überlauf für das flüssige Gießgut,
wodurch ein gewisses maximales Niveau des flüssigen Materials gewährleistet wird.
Das Gießgut kann unter höherem Druck als Atmosphärendruck oder unter irgendwelchen
Druckverhältnissen eingegossen werden. Bei 24 hält eine Schraube den zweiteiligen
Formkasten 25, 26 während des Gießvorganges fest verschlossen.
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Die Kerne können mit einer besonderen Kühlvorrichtung versehen sein.
Eine diesbezügliche Anordnung ist in Fig. i i dargestellt, wo 16 das Einlaufrohr
für das Kühlmittel bezeichnet. Die Rohre 17 und 18 innerhalb der Einlagekanäle dienen
zur Kühlung. Die Anordnung wird vorteilhaft für kontinuierliche Zirkulation des
Kühlmittels vorgesehen. Zu diesem Zweck werden die Rohre 17 und 18 mit Kanälen (nicht
dargestellt) verbunden.
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Bei der in Fig. 7 punktiert dargestellten kontinuierlichen Kühlung
eines einzelnen Leitkanals verläßt das Kühlmittel das Rohr 18 über die Rohrverbindung
i9.
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Die Bezugszahlen, die in den Fig. io und ii verwendet sind, beziehen
sich im besonderen auf die Leitvorrichtungen, welche in den Fig. 7 bis 9 dargestellt
sind. Sie sind jedoch prinzipiell ebenfalls für die Ausführungsformen der Leitvorrichtungen,
welche in den Fig. i bis 3 und 4 bis 6 dargestellt sind, sinngemäß verwendbar.
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Kanalteile und andere Hohlräume, welche nicht von den Einlagen 5"
gebildet werden, werden mit Kernen aus Sand, Metall oder ähnlichem Material gebildet
(s. Fig. io).
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Der Hauptvorteil, der durch die vorliegende Erfindung erreicht wird,
besteht in der Einsparung zusätzlicher Bearbeitung der Leitkanaloberflächen, um
eine glatte Oberfläche und große Genauigkeit der Abmessungen der Leitkanäle für
die Leitvorrichtungen zu erzielen. Die Einlagen 5, 5' und 5" werden vorfabriziert
und von Anfang an mit glatten inneren Oberflächen versehen, wozu zweckentsprechende
Werkzeuge verwendet werden.
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Sofern es notwendig ist, können die inneren Oberflächen der Einlagen
nach dem Eingießen derselben in das Gehäuse durch Schleifen, Polieren u. dgl. weiter
verbessert werden. Wenn die Einlagen 5, 5' und 5" jedoch sorgfältig hergestellt
worden sind, können diese zusätzlichen Arbeiten vermieden werden.
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Die vorfabrizierten eingegossenen Leitvorrichtungen werden vorteilhaft
an der Oberfläche, welche
in den Gehäuseteilen liegen, mit einem
Überzug, der sich mit dem Gießgut innig verbindet, versehen. Dadurch kann eine untrennbare
starre Verbindung der Leitvorrichtung mit dem Gehäuse erzeugt werden. Ein solcher
Überzug kann mit einer Metallisierung, die aus Kupfer oder Zinn besteht, hergestellt
werden. In Fig. 12 ist diese Ausführungsart veranschaulicht. Der genannte Überzug
an der Oberfläche der vorfabrizierten Einlage 5", welche im Gußgehäuseteil i" liegt,
ist mit 32 bezeichnet. Dieser Überzug bewirkt während des Gießvorganges eine innige
Verbindung der Einlage mit dem Gehäuse und zeigt einen vergrößerten Teilquerschnitt,
entsprechend dem in Fig. 9 dargestellten Querschnitt.