EP0456632B1

EP0456632B1 - Verfahren zum Herstellen eines Kreiselpumpenlaufrades und nach diesem Verfahren hergestelltes Kreiselpumpenlaufrad

Info

Publication number: EP0456632B1
Application number: EP91890094A
Authority: EP
Inventors: Leopold Ing. Nigischer
Original assignee: Pumpenfabrik Ernst Vogel GmbH
Current assignee: Xylem Water Solutions Austria GmbH
Priority date: 1990-05-09
Filing date: 1991-05-06
Publication date: 1995-01-04
Anticipated expiration: 2011-05-06
Also published as: EP0456632A1; DE59104117D1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen eines Kreiselpumpenlaufrades, vorzugsweise eines radialen oder radial schräggesteilten Kreiselpumpenlaufrades, in Blechbauweise.
Bisher wurden solche Laufräder aus mehreren Einzelteilen zusammengebaut. Ziel der Erfindung ist es, die Zahl der Einzelstücke, aus denen ein solches Laufrad aufgebaut ist, zu verringern und das Herstellungsverfahren wesentlich zu vereinfachen bzw. zu verbilligen. Dies wird erfindungsgemaß dadurch erreicht, daß die Laufradschaufeln durch Sicken mit einem im wesentlichen punkt- oder schneidenförmigen Tiefziehwerkzeug entlang insbesondere stetiger Kurvenbahnen in der druckseitigen und/oder saugseitigen Radseitenwand erzeugt werden, wobei die einzelnen Sicken (schrittweise) aufeinanderfolgend längs der Kurvenbahn gesetzt werden.
Mit dem erfindungsgemaßen Verfahren können beliebig gekrümmte, insbesondere stetige kurvenbahnen bzw. Laufradschaufeln erzeugt werden: dieses Verfahren ist somit vor allem für geringe Stückzahlen bzw. für Sonderanfertigungen sehr gut geeignet. Die Werkzeugkosten bei diesem Verfahren sind sehr gering, da mit wenigen einfachen, im wesentlichen punkt- oder schneidenförmigen Tiefziehwerkzeugen alle benötigten Laufräder bzw. Laufradschaufelformen erzeugt werden können, wogegen, bei den bisherigen, formgepreßten Laufrädern (vgl. z.B. die US-A-3 340 813 und 3 059 582) jeweils eigene, sehr teure Preßstempel für jede Laufradform angefertigt werden müssen. Dies gilt auch für das durch die DE-C-800 238 Bekannte, wodurch die Schaufeln eines aus zwei miteinander verbundenen Radscheiben bestehenden Gebläserades offenbar in einem einzigen Ziehvorgang mit einem jeweils nur für eine einzige Laufradform geeigneten Preßstempel aus den Radscheiben gebildet werden. Für verschiedene Schaufelformen bzw. Radgrößen benötigt man beim Bekannten daher jeweils verschiedene Preßstempel. Auch die für den Herstellungs- bzw. Bearbeitungsvorgang erforderlichen Drücke sind beim erfindungsgemäßen Verfahren um Größenordnungen geringer.
Das gemaß dem erfindungsgemaßen Verfahren hergestellte Laufrad wird im wesentlichen aus zwei Laufradseitenwanden zusammengebaut und auf einer Pumpenweile befestigt. Trotz der geringeren Wandstärke und somit geringeren Gewichtes hat die gesickte Radseitenwand durch diesen Bearbeitungsvorgang eine höhere Festigkeit als bekannte Radseitenwände.
Eine weitere Verbesserung und insbesondere Rationalisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung dadurch erreicht, daß entweder bei feststehender Blechronde das Tiefziehwerkzeug oder bei feststehendem Tiefziehwerkzeug die Blechronde entlang der Kurvenbahnen geführt wird und daß vorzugsweise das Tiefziehwerkzeug gleichzeitig auch als Verbindungswerkzeug für die beiden Laufradseitenwände verwendet wird, wobei an das Tiefziehwerkzeug bei Erreichen der Sickentiefe eine elektrische Spannung angelegt und damit eine Punktschweißung erzielt wird.
Gegenstand der Erfindung ist auch ein nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestelltes Kreiselpumpenlaufrad in radialer oder radial schräggestellter Blechbauweise, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die durch einzelne Sickungen entlang insbesondere stetiger Kurvenbahnen hergestellten Laufradschaufeln entsprechend der Anzahl bzw. dem Abstand der Einzelsicken eine mehr oder weniger deutlich sichtbare Welligkeit im Verlauf der stetigen Kurvenbahnen aufweisen und daß durch die Wahl der Abstände der Einzelsicken, insbesondere bei dazwischenliegend verbleibenden Freiräumen, die hydraulische Charakteristik des Laufrades zusätzlich zum Einfluß durch die Kurvenbahn veränderbar ist. Dies ermöglicht es, eine gewollte Störung der Strömung an der Laufradschaufel herbeizuführen, wie es manchmal bei Pumpenförderungen erwünscht ist, um die Fördermenge zu begrenzen oder eine definierte maximale Leistungsaufnahme einzuhalten.
Die Erfindung wird nun an Hand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 einen radialen Schnitt durch ein Laufrad, Fig. 2 einen Teilschnitt längs der Linie II-II in Fig. 1, Fig. 3 eine Draufsicht in axialer Richtung auf einen Teil des Laufrades, Fig. 4 schematisch die Herstellung von verschiedenen Laufradschaufeln in axialer Ansicht ähnlich der Fig. 3 und Fig. 5 eine Schnittansicht längs der Linie V-V bzw. der Linie V'-V' in Fig. 4.
In Fig. 1 ist mit dem Bezugszeichen 1 eine Laufradschaufel bezeichnet, die in üblicher Weise zwischen der druckseitigen Radseiten- bzw. -stirnwand 3 und der saugseitigen Radseiten- bzw. -stirnwand 4 angeordnet ist. Das Laufrad ist in ebenfalls üblicher Weise mittels der Nabe 5 auf einer nicht dargestellten Pumpenwelle befestigt und auch die Dichtleistenbefestigung 6,5 ist gemäß dem Stand der Technik ausgebildet.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, sind die Laufradschaufeln 1 durch Sicken bzw. Tiefziehen der druckseitigen Radseitenwand 3 ausgebildet und demgemäß mit dieser Wand 3 einstückig. Die saugseitige Radseitenwand 4 ist in diesem Ausführungsbeispiel etwas dicker ausgebildet. Selbstverständlich können die Laufradschaufeln 1 auch durch Sicken der Wand 4 oder aber durch Sicken beider Wände 3 und 4 gebildet werden.
Fig. 3 zeigt eine durch Sicken gebildete Laufradschaufel 1 in axialer Ansicht, wobei die saugseitige Radseitenwand 4 abgenommen ist. Diese Laufradschaufel 1 ist durch Sicken mit einem im wesentlichen punkt- oder schneidenförmigen Tiefziehwerkzeug entlang der stetigen Kurvenbahn 2 erzeugt worden.
Dieser Vorgang bzw. das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines solchen Kreiselpumpenlaufrades wird an Hand der Fig. 4 und 5 besser verständlich. In Fig. 4, die eine zur Fig. 3 analoge Ansicht zeigt, ist dargestellt, wie das auf einem Stempel 8 sitzende Tiefziehwerkzeug, das sogenannte Schiffchen 7 längs des Doppelpfeils und längs der stetigen Kurvenbahn 2 über die Radseitenwand 3 und/oder 4 bewegt wird (wobei die Blechronde 3,4 feststeht), um die Laufradschaufel 1 aus dieser Seitenwand 3 und/oder 4 auszuprägen. Wie aus Fig. 5 ersichtlich ist, wird das Schiffchen 7 bei seiner Auf- und Abbewegung (siehe den Doppelpfeil in Fig. 5) zwischen zwei Seitenstützen 9 geführt bzw. werden diese mit dem Schiffchen 7 mitbewegt. Es können aber auch das Schiffchen 7 und die beiden Seitenstützen 9 ortsfest bzw. feststehend angeordnet und die Blechronde 3,4 entlang der Kurvenbahn 2 bewegt bzw. geführt werden.
In Fig. 4 ist außer der mit gleichmäßiger Breite ausgeführten Laufradschaufel 1 als Beispiel auch eine andere Laufradschaufel mit wechselnder Breite dargestellt, die aus den Einzelsicken 1′,1˝,1˝′,1^IV,1^V usw. gebildet ist. Zwischen diesen Einzelsicken können mehr oder weniger große Freiräume 10 vorgesehen sein.
Während somit die Laufradschaufel 1 mit gleichmäßiger Breite dadurch erzeugt wird, daß die einzelnen Sicken im Zuge des Herstellungsvorganges so eng aneinander gesetzt werden, daß praktisch eine gleichmäßig breite Rinne entsteht, wird beim anderen Beispiel einer Laufradschaufel bewußt ein Abstand zwischen den Einzelsicken 1′,1˝, ... gelassen, um ein gewolltes bzw. gesteuertes Abreißen der Strömung an der Laufradschaufel herbeizuführen, wie es für manche Anwendungsfälle von Vorteil sein kann.
Die Steuerung längs der Kurvenbahn 2 erfolgt am besten durch eine numerisch gesteuerte (NC-Steuerung) Vorrichtung, kann aber auch computer-(PC-Steuerung), schablonen- oder handgesteuert erfolgen. Man könnte diesen Vorgang auch als "Kurvensicken" bezeichnen.
Mit einigen wenigen schiffchen 7 (ca. 5 bis 10 Stück) können auf diese Weise die unterschiedlichsten Konturen (Kanalkonturen) der Laufradschaufeln 1 erzeugt werden.

Claims

Verfahren zum Herstellen eines Kreiselpumpenlaufrades, vorzugsweise eines radialen oder radial schräggestellten Kreiselpumpenlaufrades, in Blechbauweise, dadurch gekennzeichnet, daß die Laufradschaufeln durch Sicken mit einem im wesentlichen punkt- oder schneidenförmigen Tiefziehwerkzeug entlang insbesondere stetiger Kurvenbahnen in der druckseitigen und/oder saugseitigen Radseitenwand erzeugt werden, wobei die einzelnen Sicken (schrittweise) aufeinanderfolgend längs der Kurvenbahn gesetzt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß entweder bei feststehender Blechronde das Tiefziehwerkzeug oder bei feststehendem Tiefziehwerkzeug die Blechronde entlang der Kurvenbahnen geführt wird und daß vorzugsweise das Tiefziehwerzeug gleichzeitig auch als Verbindungswerkzeug für die beiden Laufradseitenwände verwendet wird, wobei an das Tiefziehwerkzeug bei Erreichen der Sickentiefe eine elektrische Spannung angelegt und damit eine Punktschweißung erzielt wird.
Kreiselpumpenlaufrad in radialer oder radial schräggestellter Blechbauweise hergestellt nach dem Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die durch einzelne Sickungen (1′, 1˝, 1˝′, 1^IV, 1^V,...) entlang insbesondere stetiger Kurvenbahnen (2) hergestellten Laufradschaufeln (1) entsprechend der Anzahl bzw. dem Abstand der Einzelsicken (1′, 1˝, 1˝′, 1^IV, 1^V,...) eine mehr oder weniger deutlich sichtbare Welligkeit im Verlauf der stetigen Kurvenbahnen (2) aufweisen und daß durch die Wahl der Abstände der Einzelsicken (1′, 1˝, 1˝′, 1^IV, 1^V,...), insbesondere bei dazwischenliegend verbleibenden Freiräumen (10), die hydraulische Charakteristik des Laufrades zusätzlich zum Einfluß duch die Kurvenbahn (2) veränderbar ist.