EP0911528A1 - Impeller made of sheet metal - Google Patents
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- EP0911528A1 EP0911528A1 EP98120083A EP98120083A EP0911528A1 EP 0911528 A1 EP0911528 A1 EP 0911528A1 EP 98120083 A EP98120083 A EP 98120083A EP 98120083 A EP98120083 A EP 98120083A EP 0911528 A1 EP0911528 A1 EP 0911528A1
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- impeller
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- base plate
- hub
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/18—Rotors
- F04D29/22—Rotors specially for centrifugal pumps
- F04D29/2205—Conventional flow pattern
- F04D29/2222—Construction and assembly
Definitions
- the invention relates to an impeller for a centrifugal pump, the consists of several parts, the axis of the Pump motor receiving hub a rear base plate is attached, on which several blades conveying the medium are arranged, which are a front intake manifold or a Wear the front cover plate with a suction opening.
- the invention further relates to a method of manufacture such multi-part impellers.
- Impellers for centrifugal pumps are usually made of Injection molded plastic because this method is a is a very simple procedure, with the varied Impeller designs can be realized.
- This Plastic impellers show especially when They promote hot media with temperatures around 100 degrees Celsius or more are used in the long run increased wear and poor dimensional stability.
- the Blade surfaces are individually formed from sheet metal and individually over its full length with the load-bearing elements of the Impeller welded.
- the Impeller due to the large heat flow that occurs during welding occurs between the individual parts, very badly deformed, which affects the concentricity. Therefore it is often necessary to retrofit a wheel made in this way to judge.
- a metallic impeller with many welds is also one of the specialty welded joints exposed to excessive corrosion, especially then is increased when corrosive media such as chemicals are conveyed should be. In such a case, show such welded impellers made of normal sheet a clearly reduced lifespan.
- An impeller of this type is e.g. from FR 0 153 221 known.
- One version of this impeller consists of a metallic base plate to which several blade surfaces are welded on. Each of the blade surfaces contributes to the Intake manifold facing top several protrusions via a clamping effect with corresponding recesses on the Bottom of the intake manifold are connected.
- the object of the invention is an impeller of the beginning mentioned type and a manufacturing process for such Improve impellers so that the impeller temperature and is corrosion-resistant and due to its design features simple, inexpensive and true to shape is. Furthermore, the remaining disadvantages mentioned above be overcome.
- the solution to the problem is an impeller of the beginning to create the type mentioned, in which at least the base plate and the blades made of sheet metal, especially stainless steel sheet are shaped, and each blade is one in itself, i.e. spatially curved surface forms at least at an angle two tab-shaped surface sections (tabs) are formed, which in impressions and / or slots of the base plate and Insert the intake socket or the cover plate.
- the task is further solved in that the individual parts Sheet metal, in particular made of stainless steel sheet, the by resistance welding, in particular by short-term resistance welding be connected to each other.
- the flap-shaped surfaces formed on the blade Surface sections serve as a connecting element to the Buckets both on the base plate and on the To fix the intake manifold or the cover plate at certain points. There is only a connection through these tabs / tabs between base plate and the intake manifold or the Cover plate.
- the rags / tabs are the only one Element where the spot welding takes place. This has the advantage that only a few areas of the Impeller are exposed to a heat flow by welding, whereby the dimensional stability of the Impeller remains guaranteed.
- each tab / everyone Surface section bent from the plane of the blade surface is.
- each tab can be essentially parallel to an imprint in the base plate and / or Suction nozzle / cover plate.
- embossments are provided to prevent through those on the base plate and the intake manifold or the Cover plate overlapping rag of the vortices of the pumped medium. It is also possible that the lobes of the blades in addition or exclusively in Slots are attached.
- Blade area is a curved area, i.e. that a Bucket area not only in one dimension, i.e. around that Axis of rotation of the hub, but also perpendicular to it and thus bent around its normal in a further dimension.
- the hub of the drive axle intended for Impeller is preferably designed such that it Shape of a pot with an end face on the bottom has whose wall in at least three sections has moved in.
- the pot shape of the hub by simple forming techniques, such as e.g. Thermoforming can be made.
- the three-part Fit to the axis makes it easier Assembly process, the seat breaks a better Allow system compensation between axis and hub.
- the hub it is provided that on the side facing away from the bottom surface Flange is formed, which is in the case of the axis pressing Assembly support is used so that a force on the Wheel center is avoided.
- the base plate to be attached to the hub which the Forms the basis for all parts of the impeller, points a central bulge, which is also used as an investment and Sealing surface for the blade surfaces is used.
- Such Construction is particularly simple thanks to deep-drawing techniques producible.
- Flaps / tabs of the individual blade surfaces in impressions should, as mentioned above, entangle the To prevent the medium, it makes sense that the Base plate these impressions and / or slots in one outer area, i.e. preferably at the edge of the plate, has, since these marginal areas in the production by Welding tools are easy to reach.
- the number of Embossing is on the number of blades Voted.
- the suction side of the impeller can be changed easily Cover plate with a central hole or e.g. also be formed by an intake manifold.
- the Intake port preferred from a design point of view the shape of a cylinder, at the end of which an annular Flange is formed, which is to accommodate the tabs / tabs of the serves individual blade surfaces. It is accordingly advantageous here that the annular flange of the nozzle a number of impressions corresponding to the number of blades and / or has slots, these additionally in the middle Have surveys, usually as weld nipples be designated.
- the Don't shovel each one with the base plate and that Intake manifold is connected but that they are in one piece with the base plate, an additional plate, a front plate Cover plate and / or is connected to the intake manifold.
- all blades are formed from a sheet metal surface, whereby the sheet surface as such is connected to the base plate.
- the manufacture of the impeller according to the invention is based on how already mentioned above, on a process in which the individual parts made of sheet metal, especially stainless steel sheet are produced, these parts by Resistance welding, preferably by short-term resistance welding be connected to each other.
- the base material for every single part cut from flat sheet metal and / or punched and shaped into the final shape.
- it is e.g. also possible to cut the sheets laser cutting machines too use.
- the forming parameters should always be selected so that the stresses arising from the design are as low as are possible to prevent material damage. Is also make sure that after cutting / punching none Burr-forming edges face outward to include a Avoid risk of injury to people who on Manufacturing processes are involved.
- the hub, the base plate and the intake manifold or Cover plate After shaping and before welding the parts the hub, the base plate and the intake manifold or Cover plate by cutting and / or punching the surrounding remaining sheet metal separately. On the other hand, they stay individual blades until after welding through the surrounding sheet metal interconnected.
- the work can be carried out with one another connected blades with the base plate and / or the Intake connectors are welded. Only after welding the blades are separated from the piece of sheet metal connecting them, e.g. separated from a ring.
- the shape of the hub is preferred Process steps in that first a pot shape the flat sheet is formed. This can e.g. through a or several deep-drawing work steps. In one Another step, which is a Extrusion can act, the annular Projection shaped at the bottom of the hub. Here is special to ensure that there is enough material to the To perform forming. Otherwise one could Result in structural damage. In another step the jacket wall becomes an at least three-part fit retracted for the axle, which is then taken up for inclusion the axis is calibrated. It is worth noting that the work steps in a different order can be executed.
- the hub is, as already mentioned, after the shaping measures separated from the rest of the surrounding sheet metal.
- the Separation should be carried out so that there is a flange on the hub remains, which serves as an assembly support in the pressing of the Axis serves.
- the base plate is preferably made in that first into a round basic shape of the flat sheet central bulge is formed. This bulge can be in simply e.g. by single or multiple deep drawing will be realized. In another step, in one annular area that the outer edge of the base plate forms a number of corresponding to the number of blades Imprints and / or slots introduced to accommodate serve the tabs of the blade surfaces.
- the blade surfaces during the Processing all connected e.g. by an outside Sheet metal ring are interconnected.
- Flat the blade are then welded all at the same time or successively connected to the base plate and first then separated from each other.
- This procedure has the Advantage of having a large number of blades, ideally all blades at the same time on the base plate Attachment can be aligned.
- the Blade surfaces manufactured so that first the basic shape of the Cut out surfaces from flat sheet metal, in particular is punched out.
- the rags that are used to attach the intake manifold.
- Another step will be the blade surfaces in itself bent. This can be done in particular by beads. The Areas that form the outlet openings of the impeller are cut free in another step, especially punched out. After that, the blade surfaces on the tab, through which there is still a connection between the individual Blade surfaces exist among each other and those for attachment serves on the base plate, superscript.
- the shape of the intake manifold takes place in that First a pot-shaped depression in the flat sheet is formed, on the side facing away from the bottom of the pot cylindrical mantle that extends through the molded recess results in a flange-shaped surface remaining.
- the Shaping takes place e.g. in a simple way by deep drawing.
- the bottom of the pot becomes one Cut out or punched out collar.
- the Collar put through and at the same time or in time Order the flange surface at an angle to the jacket employed.
- the flange surface a number of impressions corresponding to the bucket number pressed in, their shape corresponding to the lobes of the blades are trained and in the middle of additional surveys be pressed in via the spot weld is made.
- Figure 1A shows a sectional view of the basic structure of an impeller according to the invention Sheet.
- the hub 1 is at the location of the projection 7 connected to a base plate 2, which has a central bulge 10 has and as a contact surface for the blade surface edges serves.
- FIG lB which is a closer view of the The outlet openings of the impeller shows that the Blade surfaces 4 with a tab-shaped surface section 11 in an impression 5 of the base plate and with the other lobe-shaped section 12 in an impression 6 of Insert intake manifold 3.
- This figure also shows that the tabs / tabs 11 and 12 directly at an angle the blade surfaces 4 are formed.
- the blade surface 4 itself extends in the area between base plate 2 and the intake manifold 3.
- the connection between the Intake 3 and the base plate 2 takes place in this Example only on the tabs 11 and 12 of the Blade areas 4. It cannot be seen in detail here that the blade surface 4 in itself, i.e.
- Figure 1A also shows an alternative Embodiment of the hub in which a flange 8 is molded to serve as an assembly support.
- the hub 1 of the impeller according to the invention is in the Figure 2 shown in detail.
- the lower part of the Figure 2 shows the hub 1 in a side Sectional view.
- the hub shown is in the shape of a pot with an end face 13 on which a annular projection 7 is integrally formed. This The connection point at the base plate forms a projection 2 is welded to the hub.
- the alternative embodiment of the hub at the flange 8 mentioned above directly to that of the bottom surface 13 facing away from the hub 1 is formed.
- a bottom view is in the upper part of Figure 2 shown.
- the wall 14 of the hub is in three sections 9 moved in to get a good investment balance for the to form the axis of the drive motor to be pressed.
- part of this illustration is the alternative form of Hub shown with the flange 8.
- Figure 3 shows the intake 3 of the impeller according to the invention. This essentially has that Shape of a cylinder at one end an annular Flange 15 is formed, which is based on the outer Shell surface is arranged at an obtuse angle.
- this flange 15 has one of the number of blades corresponding number of impressions 6, for reasons of Clarity not all are shown here. Each These impressions have a central one as a welding aid Survey 17 on.
- the base plate 2 of the impeller is shown in Figure 4 shown.
- it points on outer edge of a number corresponding to the bucket number Imprints 5, which for receiving the tabs 11 of the Serve blade surfaces.
- These impressions can as well the impressions 6 of the intake manifold 3 central elevations exhibit.
- Figure 5 the division is in a hand sketch a flat sheet is shown in several blade surfaces.
- the size and number of the desired blade areas 4 depends from external predetermined parameters.
- Figure 5 shows only the arrangement of the blade surfaces on the sheet and a basic shape of the surfaces. In the curved shape of the finished blade can flatten cannot be taken from this illustration.
- the basic material is made for each one Part, i.e. for the hub, base plate, blades and intake manifold punched out of flat sheet metal. During the punching process, it is on ensured that no burr-forming edges on the individual Parts arise.
- hub 1, Base plate 2 and intake manifold 3 from the rest surrounding sheet metal separately. Only the blade surfaces 4, which are still connected to each other after the shaping, are first welded to the base plate 2 and then separated from each other.
- FIG. 6 shows an explanatory overview individual work steps Ia - VIa for producing a hub for the impeller according to the invention.
- a first step Ia As mentioned above, the base material for the hub is made from the flat sheet metal punched out. Then over two Thermoforming steps IIa and IIIa the pot shape of the hub 1 from the flat sheet formed.
- the work step IVa a compression of the bottom of the pot of the annular projection 7 Shaped hub.
- the shell wall of the hub in the crotch Va to a fit for the axis in three sections 9 retracted and calibrated around an axis with large To be able to record fit.
- step VIa Completely molded hub through from the surrounding rest of the sheet another die cut separately. This is done so that at the Hub the above flange to simplify assembly stop.
- Process steps Ib-Vb for the production of the base plate 2 are explained in more detail by Figure 7.
- a first step Ib the basic material for the Base plate 2 punched out of the flat sheet.
- two Thermoforming steps IIb and IIIb then become the middle one Bulge shaped into the basic shape of the sheet.
- the edge of the so shaped is then Base plate 2 provided with several embossings 5, which for Serve receiving the tabs 11 of the blades 4.
- the number of Impressions correspond to the number of blades.
- the last step Vb is the molded base plate 2 from the surrounding rest of the sheet separately.
- FIG 8 shows the process steps Ic - VIc Production of the intake manifold 3.
- the base material is also made for the intake manifold punched out of the sheet.
- the second step IIc Deep-drawing work step into a pot-shaped depression Sheet metal drawn, on the side facing away from the bottom of the pot a flange-shaped surface remains.
- step IIIc the bottom of the pot is then punched out to a collar 16, after which this is put through in step IVc.
- the flange surface in at an angle to the coat.
- the procedural step Vc becomes one of the number of blades in the surface of the flange corresponding number of impressions 6 and in the middle one elevation 17 each is pressed in.
- the last step VIc is also the intake manifold 3 from the rest of the sheet separated out.
- Steps Id - VIId to produce these blade surfaces illustrate the Figures 9 and 10.
- the first step Id from the Base material of the sheet which is shown in Figure 10 with A and B designated areas punched out.
- step IId the areas C are punched out of the sheet.
- step IIId the tabs 12, which are used Attachment of the intake manifold 3 serve, from the sheet metal level bent out.
- step IVd the individual Blade surfaces 4 bent in itself. This bending is done by Beads.
- Figure 11 also shows another alternative, the sheet into several areas for the blade surfaces 4 to divide. Is it e.g. provided the impeller as in in this case, with 8 slightly larger blade areas equip, it is striking that some areas of the Display areas 4 would overlap on the sheet. Accordingly, in this case the sheet for 4 contiguous blade surfaces are punched out and machined, as described above. The corresponding division on the Sheet metal is shown in Figure 11 by continuous lines shown. After shaping, the first 4 finished blade areas on the base plate welded. The process is then followed by a repeated another sheet for the second 4 blade surfaces, which is then also offset by a division on the Base plate 2 are attached. This procedure is also for any other number of blade areas divisible, each time a certain number of Blade surfaces 4 simultaneously on the base plate 2 aligned and welded to it.
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Laufrad für eine Kreiselpumpe, das aus mehreren Teilen besteht, wobei an einer die Achse des Pumpenmotors aufnehmenden Nabe eine hintere Grundplatte befestigt ist, auf der mehrere das Medium fördernde Schaufeln angeordnet sind, die einen vorderen Ansaugstutzen bzw. eine vordere Abdeckplatte mit einer Ansaugöffnung tragen. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung solcher mehrteiliger Laufräder.The invention relates to an impeller for a centrifugal pump, the consists of several parts, the axis of the Pump motor receiving hub a rear base plate is attached, on which several blades conveying the medium are arranged, which are a front intake manifold or a Wear the front cover plate with a suction opening. The The invention further relates to a method of manufacture such multi-part impellers.
Derartige Laufräder für Kreiselpumpen werden üblicherweise aus Kunststoff gespritzt, da es sich bei dieser Methode um ein sehr einfaches Verfahren handelt, mit dem vielfältige Laufradkonstruktionen realisiert werden können. Diese Laufräder aus Kunststoff zeigen jedoch insbesondere dann, wenn Sie zur Förderung heißer Medien mit Temperaturen um 100 Grad Celsius oder mehr eingesetzt werden auf Dauer einen wesentlich erhöhten Verschleiß sowie eine mangelhafte Formbeständigkeit.Such impellers for centrifugal pumps are usually made of Injection molded plastic because this method is a is a very simple procedure, with the varied Impeller designs can be realized. This Plastic impellers, however, show especially when They promote hot media with temperatures around 100 degrees Celsius or more are used in the long run increased wear and poor dimensional stability.
Für Hochtemperaturanwendungen weicht man daher immer häufiger auf metallische Laufräder aus, die aus konstruktionsbedingten Gründen auch aus mehreren Blechteilen hergestellt werden können, die anschließend miteinander verschweißt werden. For high-temperature applications, therefore, you are giving way more and more on metallic impellers made from design-related Reasons can also be made from several sheet metal parts can then be welded together.
Insbesondere werden hierbei in aufwendiger Weise die Schaufelflächen jeweils einzeln aus Blech geformt und einzeln über ihre volle Länge mit den tragenden Elementen des Laufrades verschweißt. Hierbei kommt es vor, daß sich das Laufrad aufgrund des großen Wärmeflusses, der beim Schweißen zwischen den einzelnen Teilen auftritt, sehr stark deformiert, wodurch die Rundlaufeigenschaften beeinträchtigt werden. Daher ist es häufig nötig, ein so hergestelltes Laufrad nachträglich zu richten.In particular, the Blade surfaces are individually formed from sheet metal and individually over its full length with the load-bearing elements of the Impeller welded. Here it happens that the Impeller due to the large heat flow that occurs during welding occurs between the individual parts, very badly deformed, which affects the concentricity. Therefore it is often necessary to retrofit a wheel made in this way to judge.
Ebenfalls macht es sich oftmals störend in Form von Strömungsgeräuschen und auch Leistungsverlusten bemerkbar, wenn an unsauber ausgeführten Schweißnähten starke Verwirbelungen des Fördermediums auftreten.It is also often disruptive in the form of Flow noise and loss of power noticeable, if there are strong weld seams Turbulence in the pumped medium can occur.
Ein mit vielen Schweißnähten versehenes metallisches Laufrad ist darüber hinaus besonders an den Schweißverbindungen einer übermäßigen Korrosion ausgesetzt, die insbesondere noch dann erhöht wird, wenn korrosive Medien, wie Chemikalien gefördert werden sollen. In einem solchen Fall zeigen derart verschweißte Laufräder aus normalem Blech eine deutlich herabgesetzte Lebensdauer.A metallic impeller with many welds is also one of the specialty welded joints exposed to excessive corrosion, especially then is increased when corrosive media such as chemicals are conveyed should be. In such a case, show such welded impellers made of normal sheet a clearly reduced lifespan.
Ein Laufrad dieser Bauart ist z.B. aus der FR 0 153 221 bekannt. Dieses Laufrad besteht in einer Ausführung aus einer metallischen Grundplatte, an die mehrere Schaufelflächen angeschweißt sind. Jede der Schaufelflächen trägt an der zum Ansaugstutzen gerichteten Oberseite mehrere Vorsprünge, die über eine Klemmwirkung mit entsprechenden Ausnehmungen auf der Unterseite des Ansaugstutzens verbunden sind.An impeller of this type is e.g. from FR 0 153 221 known. One version of this impeller consists of a metallic base plate to which several blade surfaces are welded on. Each of the blade surfaces contributes to the Intake manifold facing top several protrusions via a clamping effect with corresponding recesses on the Bottom of the intake manifold are connected.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Laufrad der eingangs genannten Art und ein Herstellungsverfahren für derartige Laufräder so zu verbessern, daß das Laufrad temperatur- und korrosionsbeständig ist und aufgrund seiner Konstruktionsmerkmale einfach, kostengünstig und formwahrend herstellbar ist. Weiterhin sollen die übrigen oben genannten Nachteile überwunden werden.The object of the invention is an impeller of the beginning mentioned type and a manufacturing process for such Improve impellers so that the impeller temperature and is corrosion-resistant and due to its design features simple, inexpensive and true to shape is. Furthermore, the remaining disadvantages mentioned above be overcome.
Die Lösung der Aufgabe liegt darin, ein Laufrad der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem zumindest die Grundplatte und die Schaufeln aus Blech, insbesondere aus Edelstahlblech geformt sind, und jede Schaufel eine in sich, d.h. räumlich gebogene Fläche bildet, an die unter einem Winkel mindestens zwei lappenförmige Flächenabschnitte (Laschen) angeformt sind, die in Einprägungen und/oder Schlitzen der Grundplatte und des Ansaugstutzens bzw. der Abdeckplatte einliegen. Die Aufgabe wird weiterhin dadurch gelöst, daß die einzelnen Teile aus Blech, insbesondere aus Edelstahlblech hergestellt werden, die durch Widerstandsverschweißung, insbesondere durch Kurzzeit-Widerstandsverschweißung miteinander verbunden werden.The solution to the problem is an impeller of the beginning to create the type mentioned, in which at least the base plate and the blades made of sheet metal, especially stainless steel sheet are shaped, and each blade is one in itself, i.e. spatially curved surface forms at least at an angle two tab-shaped surface sections (tabs) are formed, which in impressions and / or slots of the base plate and Insert the intake socket or the cover plate. The task is further solved in that the individual parts Sheet metal, in particular made of stainless steel sheet, the by resistance welding, in particular by short-term resistance welding be connected to each other.
Hierbei können in besonders einfacher Weise mehrere untereinander verbundene Schaufeln in einem Arbeitsschritt mit der Grundplatte und/oder dem Ansaugstutzen/der Abdeckplatte verschweißt oder auf andere Art und Weise verbunden werden.Here, several can be carried out in a particularly simple manner interconnected blades in one step the base plate and / or the intake manifold / the cover plate welded or otherwise connected.
Neben dem Einsatz von Blech, daß die Temperaturbeständigkeit des Laufrades sichert, ergibt sich bei Verwendung von Edelstahlblech der zusätzliche Vorteil, daß die Korrosionsbeständigkeit wesentlich verbessert wird.In addition to the use of sheet metal that the temperature resistance of the impeller secures when using Stainless steel sheet the additional advantage that the Corrosion resistance is significantly improved.
Die an die Schaufel flächen angeformten lappenförmigen Flächenabschnitte dienen als Verbindungselement, um die Schaufeln sowohl an der Grundplatte als auch an dem Ansaugstutzen bzw. der Abdeckplatte punktuell zu befestigen. Nur durch diese Lappen/Laschen besteht eine Verbindung zwischen Grundplatte und dem Ansaugstutzen bzw. der Abdeckplatte. Die Lappen/Laschen sind somit das einzige Element, an dem die punktuelle Verschweißung stattfindet. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, daß nur wenige Bereiche des Laufrades einem Wärmefluß durch Schweißung ausgesetzt werden, wodurch während des Schweißvorgangs die Formstabilität des Laufrades gewährleistet bleibt.The flap-shaped surfaces formed on the blade Surface sections serve as a connecting element to the Buckets both on the base plate and on the To fix the intake manifold or the cover plate at certain points. There is only a connection through these tabs / tabs between base plate and the intake manifold or the Cover plate. The rags / tabs are the only one Element where the spot welding takes place. This has the advantage that only a few areas of the Impeller are exposed to a heat flow by welding, whereby the dimensional stability of the Impeller remains guaranteed.
Zur Montage ist es vorteilhaft, wenn jede Lasche/jeder Flächenabschnitt aus der Ebene der Schaufel fläche abgebogen ist. Hierbei kann jede Lasche im wesentlichen parallel zu einer Einprägung in der Grundplatte und/oder dem Absaugstutzen/der Abdeckplatte liegen.For assembly, it is advantageous if each tab / everyone Surface section bent from the plane of the blade surface is. Here, each tab can be essentially parallel to an imprint in the base plate and / or Suction nozzle / cover plate.
Die Einprägungen sind vorgesehen, um zu verhindern, daß durch die auf der Grundplatte und dem Ansaugstutzen bzw. der Abdeckplatte aufliegenden Lappen der Schaufel Verwirbelungen des Fördermediums hervorgerufen werden. Ebenso ist es möglich, daß die Lappen der Schaufeln zusätzlich oder ausschließlich in Schlitzen befestigt sind.The embossments are provided to prevent through those on the base plate and the intake manifold or the Cover plate overlapping rag of the vortices of the pumped medium. It is also possible that the lobes of the blades in addition or exclusively in Slots are attached.
Als weiteres erfindungswesentliches Merkmal bildet jede Schaufelfläche eine in sich gebogene Fläche, d.h daß eine Schaufelfläche nicht nur in einer Dimension, also um die Drehachse der Nabe, sondern auch noch senkrecht hierzu und somit um ihre Normale in einer weiteren Dimension gebogen ist.Each forms a further feature essential to the invention Blade area is a curved area, i.e. that a Bucket area not only in one dimension, i.e. around that Axis of rotation of the hub, but also perpendicular to it and thus bent around its normal in a further dimension.
Die zur Aufnahme der Antriebsachse vorgesehene Nabe des Laufrades wird vorzugsweise derart ausgebildet, daß sie die Form eines Topfes mit einer stirnseitigen Bodenfläche aufweist, dessen Wand in mindestens drei Abschnitten eingezogen ist. Hierbei wird es als sehr hilfreich empfunden, daß die Topfform der Nabe durch einfache Umformtechniken, wie z.B. Tiefziehen hergestellt werden kann. Die dreiteilige Paßform an die Achse bewirkt dabei einen einfacheren Montagevorgang, wobei die Sitzunterbrechungen einen besseren Anlagenausgleich zwischen Achse und Nabe ermöglichen.The hub of the drive axle intended for Impeller is preferably designed such that it Shape of a pot with an end face on the bottom has whose wall in at least three sections has moved in. Here it is found to be very helpful that the pot shape of the hub by simple forming techniques, such as e.g. Thermoforming can be made. The three-part Fit to the axis makes it easier Assembly process, the seat breaks a better Allow system compensation between axis and hub.
Weiterhin ist es aus schweißtechnischer Sicht empfehlenswert, daß bei der Nabe des Laufrades an der stirnseitigen Bodenfläche ein ringförmiger Vorsprung einstückig angeformt ist. Hierdurch ergibt sich an der Übergangsstelle zwischen Nabe und Grundplatte eine kreislinienförmige Schweißverbindung, so daß auch an dieser Stelle nur ein geringer Wärmefluß zur Schweißung erforderlich ist, wodurch ein Verziehen des Werkstücks beim Schweißen verhindert wird.From a welding point of view, it is also recommended that with the hub of the impeller on the front An annular projection is integrally formed on the bottom surface is. This results in the transition point between Hub and base plate are circular Welded connection, so that even at this point only one low heat flow is required for welding, whereby distortion of the workpiece during welding is prevented.
In einer anderen bevorzugten Ausführung der Nabe ist es vorgesehen, daß an der der Bodenfläche abgewandten Seite ein Flansch angeformt ist, der bei der Achseinpressung als Montageabstützung dient, sodaß eine Krafteinwirkung auf den Radkörper vermieden wird.In another preferred embodiment of the hub it is provided that on the side facing away from the bottom surface Flange is formed, which is in the case of the axis pressing Assembly support is used so that a force on the Wheel center is avoided.
Die an der Nabe zu befestigende Grundplatte, die die Aufbaugrundlage für alle Teile des Laufrades bildet, weist eine mittige Ausbauchung auf, die auch als Anlage- und Abdichtfläche für die Schaufelflächen dient. Eine derartige Konstruktion ist besonders einfach durch Tiefziehtechniken herstellbar.The base plate to be attached to the hub, which the Forms the basis for all parts of the impeller, points a central bulge, which is also used as an investment and Sealing surface for the blade surfaces is used. Such Construction is particularly simple thanks to deep-drawing techniques producible.
Da die zur Befestigung der Schaufelflächen vorgesehenen Lappen/Laschen der einzelnen Schaufel flächen in Einprägungen einliegen sollten, um, wie oben erwähnt, Verwirbelungen des Fördermediums zu verhindern, ist es sinnvoll, daß die Grundplatte diese Einprägungen und/oder Schlitze in einem äußeren Bereich, d.h. vorzugsweise am Rand der Platte, aufweist, da diese Randbereiche in der Fertigung durch die Schweißwerkzeuge gut zu erreichen sind. Die Anzahl der Einprägungen ist dabei auf die Anzahl der Schaufeln abgestimmt.Because the intended for fastening the blade surfaces Flaps / tabs of the individual blade surfaces in impressions should, as mentioned above, entangle the To prevent the medium, it makes sense that the Base plate these impressions and / or slots in one outer area, i.e. preferably at the edge of the plate, has, since these marginal areas in the production by Welding tools are easy to reach. The number of Embossing is on the number of blades Voted.
Typischerweise sind 8 Schaufeln vorgesehen. Es sind aber auch deutlich weniger oder mehr Schaufeln möglich.Typically 8 blades are provided. But there are also significantly fewer or more blades possible.
Die Saugseite des Laufrades kann durch eine einfache Abdeckplatte mit einer mittigen Bohrung oder aber z.B. auch durch einen Ansaugstutzen ausgebildet sein. Hierbei hat der Ansaugstutzen aus konstruktionsbedingter Sicht vorzugsweise die Form eines Zylinders, an dessen Ende ein ringförmiger Flansch angeformt ist, der zur Aufnahme der Lappen/Laschen der einzelnen Schaufelflächen dient. Dementsprechend ist es auch hier von Vorteil, daß der ringförmige Flansch des Stutzens eine der Schaufelanzahl entsprechende Zahl von Einprägungen und/oder Schlitzen aufweist, wobei diese zusätzlich mittige Erhebungen aufweisen, die üblicherweise als Schweißwarzen bezeichnet werden.The suction side of the impeller can be changed easily Cover plate with a central hole or e.g. also be formed by an intake manifold. Here, the Intake port preferred from a design point of view the shape of a cylinder, at the end of which an annular Flange is formed, which is to accommodate the tabs / tabs of the serves individual blade surfaces. It is accordingly advantageous here that the annular flange of the nozzle a number of impressions corresponding to the number of blades and / or has slots, these additionally in the middle Have surveys, usually as weld nipples be designated.
Diese Erhebungen bewirken, daß die zu verschweißenden Lappen der Schaufelflächen am Flansch nur punktuell anliegen. Hierdurch wird eine deutliche Reduktion des Schweißstromes ermöglicht, was einen sich vorteilhaft auswirkenden geringeren Wärmefluß mit sich bringt. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist der Flansch des Ansaugstutzens gegenüber der äußeren Mantelfläche unter einem stumpfen Winkel angeordnet.These elevations cause the rag to be welded of the blade surfaces only touch the flange. This will result in a significant reduction in the welding current enables what a beneficial effect less Brings heat flow with it. In another advantageous Design is the flange of the intake manifold opposite outer lateral surface arranged at an obtuse angle.
In einer Ausgestaltung des Laufrades ist es möglich, daß die Schaufeln nicht jede für sich mit der Grundplatte und dem Ansaugstutzen verbunden ist, sondern daß sie einstückig mit der Grundplatte, einer zusätzliche Platte, einer vorderen Abdeckplatte und/oder mit dem Ansaugstutzen verbunden ist. Bei der am leichtesten zu fertigenden Alternative ist es denkbar, daß alle Schaufeln aus einer Blechfläche geformt sind, wobei die Blechfläche als solche mit der Grundplatte verbunden ist. In one embodiment of the impeller, it is possible that the Don't shovel each one with the base plate and that Intake manifold is connected, but that they are in one piece with the base plate, an additional plate, a front plate Cover plate and / or is connected to the intake manifold. At The easiest alternative to manufacture is conceivable that all blades are formed from a sheet metal surface, whereby the sheet surface as such is connected to the base plate.
Hier können Einzelverschweißungen der Schaufel flächen unterbleiben.Individual welds of the blade can be made here remain under.
Die Herstellung des erfindungsgemäßen Laufrades beruht, wie bereits oben erwähnt, auf einem Verfahren, bei dem die einzelnen Teile aus Blech, insbesondere aus Edelstahlblech hergestellt werden, wobei diese Teile durch Widerstandsverschweißung, in bevorzugter Weise durch Kurzzeit-Widerstandsverschweißung miteinander verbunden werden.The manufacture of the impeller according to the invention is based on how already mentioned above, on a process in which the individual parts made of sheet metal, especially stainless steel sheet are produced, these parts by Resistance welding, preferably by short-term resistance welding be connected to each other.
Durch die Anwendung dieser Schweißtechnik kann vermieden werden, daß ganze Schweißnähte zur Verbindung der einzelnen Teile gezogen werden müssen, wodurch automatisch ein hoher Wärmefluß erzeugt würde. Vielmehr werden bei dieser Technik die zu verbindenden Teile nur punktuell miteinander verschweißt. Der Wärmefluß kann nochmals dadurch verringert werden, wenn in bevorzugter Weise die Kurzzeit-Widerstandsverschweißung angewendet wird.By using this welding technique can be avoided be that whole welds to connect the individual Parts need to be pulled, which automatically results in a high Heat flow would be generated. Rather, with this technique the parts to be connected only selectively welded. This can further reduce the heat flow when the short-term resistance welding is preferred is applied.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird das Grundmaterial für jedes einzelne Teil aus ebenem Blech geschnitten und/oder gestanzt und durch Umformung in die endgültige Form gebracht. Neben der standardmäßigen Stanztechnik ist es z.B. auch möglich zum Schneiden der Bleche Laserschneidmaschinen zu verwenden.In the method according to the invention, the base material for every single part cut from flat sheet metal and / or punched and shaped into the final shape. In addition to the standard punching technology, it is e.g. also possible to cut the sheets laser cutting machines too use.
Die Umformparameter sind grundsätzlich so zu wählen, daß die durch die Formgebung entstehenden Spannungen so gering wie möglich sind, um Materialschäden vorzubeugen. Ebenfalls ist darauf zu achten, daß nach dem Schneiden/Stanzen keine gratbildenden Kanten nach außen stehen, um auch ein Verletzungsrisiko der Personen zu vermeiden, die am Herstellungsverfahren beteiligt sind. The forming parameters should always be selected so that the stresses arising from the design are as low as are possible to prevent material damage. Is also make sure that after cutting / punching none Burr-forming edges face outward to include a Avoid risk of injury to people who on Manufacturing processes are involved.
Nach der Formgebung und vor dem Verschweißen der Teile werden die Nabe, die Grundplatte und der Ansaugstutzen bzw. die Abdeckplatte durch Schneiden und/oder Stanzen von dem umgebenden restlichen Blech getrennt. Hingegen bleiben die einzelnen Schaufeln bis nach der Verschweißung durch das umgebende Blech untereinander verbunden.After shaping and before welding the parts the hub, the base plate and the intake manifold or Cover plate by cutting and / or punching the surrounding remaining sheet metal separately. On the other hand, they stay individual blades until after welding through the surrounding sheet metal interconnected.
Somit können durch einen Arbeitsschritt die untereinander verbundenen Schaufeln mit der Grundplatte und/oder dem Ansaugstuzten verschweißt werden. Erst nach der Verschweißung werden die Schaufeln von dem sie verbindenden Blechstück, z.B. einem Ring getrennt.This means that the work can be carried out with one another connected blades with the base plate and / or the Intake connectors are welded. Only after welding the blades are separated from the piece of sheet metal connecting them, e.g. separated from a ring.
Die Formgebung der Nabe erfolgt in bevorzugten Verfahrensschritten dadurch, daß zunächst eine Topfform aus dem ebenen Blech gebildet wird. Dies kann z.B. durch einen oder mehrere Tiefzieh-Arbeitsschritte erfolgen. In einem weiteren Arbeitsschritt, bei dem es sich um ein Fließpreßverfahren handeln kann, wird der ringförmige Vorsprung am Boden der Nabe geformt. Hierbei ist besonders darauf zu achten, daß genügend Werkstoff vorhanden ist, um die Umformung durchzuführen. Anderenfalls könnte sich eine Gefügebeschädigung ergeben. In einem anderen Arbeitsschritt wird die Mantelwand zu einer wenigstens dreiteiligen Paßform für die Achse eingezogen, die im Anschluß daran zur Aufnahme der Achse kalibriert wird. Hierbei ist es erwähnenswert, daß die Arbeitsschritte auch in einer anderen Reihenfolge ausgeführt werden können.The shape of the hub is preferred Process steps in that first a pot shape the flat sheet is formed. This can e.g. through a or several deep-drawing work steps. In one Another step, which is a Extrusion can act, the annular Projection shaped at the bottom of the hub. Here is special to ensure that there is enough material to the To perform forming. Otherwise one could Result in structural damage. In another step the jacket wall becomes an at least three-part fit retracted for the axle, which is then taken up for inclusion the axis is calibrated. It is worth noting that the work steps in a different order can be executed.
Die Nabe wird, wie bereits erwähnt, nach den Umformmaßnahmen von dem übrigen umgebenden Blech getrennt. Hierbei kann die Trennung so erfolgen, daß an der Nabe ein Flansch stehen bleibt, der als Montageabstützung bei der Einpressung der Achse dient.The hub is, as already mentioned, after the shaping measures separated from the rest of the surrounding sheet metal. Here, the Separation should be carried out so that there is a flange on the hub remains, which serves as an assembly support in the pressing of the Axis serves.
Die Grundplatte wird bevorzugt dadurch hergestellt, daß zunächst in eine runde Grundform des ebenen Bleches eine mittige Ausbauchung geformt wird. Diese Ausbauchung kann in einfacher Weise z.B. durch ein- oder mehrfaches Tiefziehen realisiert werden. In einem anderen Schritt wird in einem ringförmigen Bereich, der den äußeren Rand der Grundplatte bildet, eine der Schaufelanzahl entsprechende Anzahl von Einprägungen und/oder Schlitzen eingebracht, die zur Aufnahme der Laschen der Schaufelflächen dienen.The base plate is preferably made in that first into a round basic shape of the flat sheet central bulge is formed. This bulge can be in simply e.g. by single or multiple deep drawing will be realized. In another step, in one annular area that the outer edge of the base plate forms a number of corresponding to the number of blades Imprints and / or slots introduced to accommodate serve the tabs of the blade surfaces.
Zur Herstellung der Schaufeln wird vorteilhafterweise so verfahren, daß das Blechmaterial für eine bestimmte Anzahl, insbesondere für alle Schaufel flächen des Laufrades zusammenhängend aus einer Blechfläche geschnitten oder gestanzt und anschließend zu den Schaufelflächen geformt wird. Dies hat den Vorteil, daß alle oder zumindest eine Vielzahl von Schaufel flächen gleichzeitig gestanzt und anschließend auch gleichzeitig weiter bearbeitet werden kann. Besonders praktikabel ist es, daß die Schaufelflächen während der Bearbeitung alle zusammenhängend z.B. durch einen äußeren Blechring miteinander verbunden sind. Die Schaufel flächen werden dann durch Verschweißung alle gleichzeitig oder nacheinander mit der Grundplatte verbunden und erst anschließend voneinander getrennt. Dieses Vorgehen hat den Vorteil, daß eine große Anzahl von Schaufeln, im Idealfall alle Schaufeln gleichzeitig auf der Grundplatte zur Befestigung ausgerichtet werden können.For the manufacture of the blades, this is advantageously done proceed that the sheet material for a certain number, especially for all blade surfaces of the impeller cut contiguously from a sheet metal surface or punched and then formed into the blade surfaces. This has the advantage that all or at least a large number surfaces of die cut simultaneously and then punched can also be edited at the same time. Especially it is practical that the blade surfaces during the Processing all connected e.g. by an outside Sheet metal ring are interconnected. Flat the blade are then welded all at the same time or successively connected to the base plate and first then separated from each other. This procedure has the Advantage of having a large number of blades, ideally all blades at the same time on the base plate Attachment can be aligned.
In einigen bevorzugten Arbeitsschritten werden die Schaufel flächen so hergestellt, daß zunächst die Grundform der Flächen aus ebenem Blech ausgeschnitten, insbesondere ausgestanzt wird. In einem weiteren Schritt werden die Lappen, die zur Befestigung des Ansaugstutzens dienen, abgebogen. In einem anderen Schritt werden die Schaufel flächen in sich gebogen. Dies kann insbesondere durch Sicken erfolgen. Die Bereiche, die die Austrittsöffnungen des Laufrades bilden, werden in wiederum einem anderen Schritt freigeschnitten, insbesondere freigestanzt. Hiernach werden die Schaufelflächen an der Lasche, über die noch eine Verbindung der einzelnen Schaufelflächen untereinander besteht und die zur Befestigung an der Grundplatte dient, hochgestellt.In some preferred steps, the Blade surfaces manufactured so that first the basic shape of the Cut out surfaces from flat sheet metal, in particular is punched out. In a further step, the rags, that are used to attach the intake manifold. In Another step will be the blade surfaces in itself bent. This can be done in particular by beads. The Areas that form the outlet openings of the impeller are cut free in another step, especially punched out. After that, the blade surfaces on the tab, through which there is still a connection between the individual Blade surfaces exist among each other and those for attachment serves on the base plate, superscript.
Die Formgebung des Ansaugstutzens erfolgt dadurch, daß zunächst in das ebene Blech eine topfförmige Vertiefung geformt wird, wobei an der dem Topfboden abgewandten Seite des zylindrischen Mantels, der sich durch die geformte Vertiefung ergibt, eine flanschförmige Fläche stehenbleibt. Die Formgebung erfolgt z.B. in einfacher Weise durch Tiefziehen. In einem weiteren Schritt wird der Topfboden bis auf einen Kragen ausgeschnitten oder ausgestanzt. Anschließend wird der Kragen durchgestellt und gleichzeitig oder in zeitlicher Reihenfolge die Flanschfläche in einem Winkel zum Mantel angestellt. In einem anderen Schritt wird in die Flanschfläche eine der Schaufel zahl entsprechende Anzahl von Einprägungen eingepreßt, deren Form entsprechend der Lappen der Schaufeln ausgebildet sind und in deren Mitte zusätzliche Erhebungen eingepreßt werden, über die die punktuelle Verschweißung vorgenommen wird.The shape of the intake manifold takes place in that First a pot-shaped depression in the flat sheet is formed, on the side facing away from the bottom of the pot cylindrical mantle that extends through the molded recess results in a flange-shaped surface remaining. The Shaping takes place e.g. in a simple way by deep drawing. In a further step, the bottom of the pot becomes one Cut out or punched out collar. Then the Collar put through and at the same time or in time Order the flange surface at an angle to the jacket employed. In another step, the flange surface a number of impressions corresponding to the bucket number pressed in, their shape corresponding to the lobes of the blades are trained and in the middle of additional surveys be pressed in via the spot weld is made.
Nach der Verschweißung der einzelnen Teile, die wie erwähnt in bevorzugter Weise durch Kurzzeit-Widerstandsverschweißung erfolgt, wird die Oberfläche des fertigen Laufrades, zusätzlich durch eine Lackierung geschützt. Bei dieser Lackierung kann es sich um eine kataphoretische Lackierung handeln. Wenn für die Herstellung des Laufrades Edelstahl verwendet wurde, ist eine derartige Lackierung nicht nötig.After welding the individual parts as mentioned in preferably by short-term resistance welding the surface of the finished impeller, additionally protected by a paint. At this Painting can be a cataphoretic painting act. If for the manufacture of the impeller stainless steel such a coating is not necessary.
Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Laufrades und des Verfahrens zur Herstellung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Die Zeichnungen weisen untereinander verschiedene Maßstäbe auf.An embodiment of the impeller according to the invention and the method of manufacture is in the drawings shown and is described in more detail below. The Drawings have different scales among themselves.
Es zeigen:
- Fig. 1A
- einen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Laufrad,
- Fig. 1B
- eine Aufsicht im Detail auf die Austrittsöffnungen des Laufrades,
- Fig. 2
- Schnittansichten der Nabe eines erfindungsgemäßen Laufrades,
- Fig. 3
- Schnittansichten des Ansaugstutzens eines erfindungsgemäßen Laufrades,
- Fig. 4
- einen Schnitt durch die Grundplatte eines erfindungsgemäßen Laufrades
- Fig. 5
- eine skizzierte Aufteilung eines ebenen Bleches für die Anordnung der Schaufelflächen mit verschiedenen Aufteilungsmöglichkeiten
- Fig. 6
- mehrere symbolisierte Verfahrensschritte zur Herstellung der Nabe eines erfindungsgemäßen Laufrades
- Fig. 7
- mehrere symbolisierte Verfahrensschritte zur Herstellung der Grundplatte eines erfindungsgemäßen Laufrades
- Fig. 8
- mehrere symbolisierte Verfahrensschritte zur Herstellung des Ansaugstutzens eines erfindungsgemäßen Laufrades
- Fig. 9
- mehrere symbolisierte Verfahrensschritte zur Herstellung der Schaufelflächen eines erfindungsgemäßen Laufrades
- Fig. 10
- Darstellung der aus einem Blech zur Bildung der Schaufeln auszustanzenden Bereiche
- Fig. 11
- eine alternative Blechaufteilung mit angedeuteten Schaufelflächen.
- Fig. 1A
- a section through an impeller according to the invention,
- Figure 1B
- a detailed view of the outlet openings of the impeller,
- Fig. 2
- Sectional views of the hub of an impeller according to the invention,
- Fig. 3
- Sectional views of the intake manifold of an impeller according to the invention,
- Fig. 4
- a section through the base plate of an impeller according to the invention
- Fig. 5
- a sketched division of a flat sheet for the arrangement of the blade surfaces with different division options
- Fig. 6
- several symbolized process steps for producing the hub of an impeller according to the invention
- Fig. 7
- several symbolized method steps for producing the base plate of an impeller according to the invention
- Fig. 8
- several symbolized process steps for producing the intake manifold of an impeller according to the invention
- Fig. 9
- several symbolized method steps for producing the blade surfaces of an impeller according to the invention
- Fig. 10
- Representation of the areas to be punched out of a sheet metal to form the blades
- Fig. 11
- an alternative sheet metal division with indicated blade areas.
Die Abbildung lA zeigt in einer Schnittansicht den
prinzipiellen Aufbau eines erfindungsgemäßen Laufrades aus
Blech. Die Nabe 1 ist an der Stelle des Vorsprunges 7 mit
einer Grundplatte 2 verbunden, die eine mittige Ausbauchung 10
aufweist und als Anlagefläche für die Schaufelflächenränder
dient.Figure 1A shows a sectional view of the
basic structure of an impeller according to the invention
Sheet. The
Die Abbildung lB, die eine genauere Ansicht der
Austrittsöffnungen des Laufrades zeigt, verdeutlicht, daß die
Schaufelflächen 4 mit einem lappenförmigen Flächenabschnitt 11
in einer Einprägung 5 der Grundplatte und mit dem anderen
lappenförmigen Abschnitt 12 in einer Einprägung 6 des
Ansaugstutzens 3 einliegen. Diese Abbildung zeigt weiterhin,
daß die Laschen/Lappen 11 und 12 unter einem Winkel direkt an
die Schaufelflächen 4 angeformt sind. Die Schaufelfläche 4
selbst erstreckt sich in dem Bereich zwischen Grundplatte 2
und dem Ansaugstutzen 3. Die Verbindung zwischen dem
Ansaugstutzen 3 und der Grundplatte 2 erfolgt in diesem
Beispiel ausschließlich über die Laschen 11 und 12 der
Schaufelflächen 4. Es ist hier nicht im Detail zu erkennen,
daß die Schaufelfläche 4 in sich, d.h. räumlich gebogen ist,
wobei die Biegung der Schaufelfläche zum einen um die
Drehachse der Nabe 1 und zum anderen senkrecht hierzu erfolgt,
was eine Verkippung der Stirnseite (4a) der Schaufelfläche (4)
zur Drehachse bewirkt.Figure lB, which is a closer view of the
The outlet openings of the impeller shows that the
Blade surfaces 4 with a tab-shaped
Die Abbildung 1A zeigt überdies noch eine alternative Ausgestaltung der Nabe, bei der an der Nabe ein Flansch 8 angeformt ist, um als Montageabstützung zu dienen.Figure 1A also shows an alternative Embodiment of the hub in which a flange 8 is molded to serve as an assembly support.
Die Nabe 1 des erfindungsgemäßen Laufrades wird in der
Abbildung 2 im Detail dargestellt. Der untere Teil der
Abbildung 2 zeigt die Nabe 1 in einer seitlichen
Schnittansicht. Die abgebildete Nabe hat die Form eines Topfes
mit einer stirnseitigen Bodenfläche 13, an der ein
ringförmiger Vorsprung 7 einstückig angeformt ist. Dieser
Vorsprung bildet die Verbindungsstelle, an der die Grundplatte
2 mit der Nabe verschweißt ist. In dem dargestellten Kreis ist
die alternative Ausführungsform der Nabe wiedergegeben, bei
der der oben erwähnte Flansch 8 direkt an die der Bodenfläche
13 abgewandten Seite der Nabe 1 angeformt ist.The
Eine Ansicht von unten ist im oberen Teil der Abbildung 2
dargestellt. Die Wand 14 der Nabe ist in drei Abschnitten 9
eingezogen, um einen guten Anlageausgleich für die
einzupressende Achse des Antriebsmotors zu bilden. Im rechten
Teil dieser Abbildung ist wiederum die alternative Form der
Nabe mit dem Flansch 8 dargestellt.A bottom view is in the upper part of Figure 2
shown. The
Die Abbildung 3 zeigt den Ansaugstutzen 3 des
erfindungsgemäßen Laufrades. Dieser hat im wesentlichen die
Form eines Zylinders an dessen einem Ende ein ringförmiger
Flansch 15 angeformt ist, der bezogen auf die äußere
Mantelfläche unter einem stumpfen Winkel angeordnet ist. Figure 3 shows the
Weiterhin hat dieser Flansch 15 eine der Schaufelanzahl
entsprechende Anzahl von Einprägungen 6, die aus Gründen der
Übersichtlichkeit hier nicht alle dargestellt sind. Jede
dieser Einprägungen weist als Schweißhilfe eine mittige
Erhebung 17 auf.Furthermore, this
Die Grundplatte 2 des Laufrades ist in der Abbildung 4
dargestellt. Neben einer mittigen Ausbauchung 10 weist sie am
äußeren Rand eine der Schaufel zahl entsprechende Anzahl von
Einprägungen 5 auf, die zur Aufnahme der Laschen 11 der
Schaufelflächen dienen. Diese Einprägungen können ebenso wie
die Einprägungen 6 des Ansaugstutzens 3 mittige Erhebungen
aufweisen. Diese Erhebungen sind in der Abbildung nicht
dargestellt.The
In der Abbildung 5 ist in einer Handskizze die Aufteilung
eines ebenen Bleches in mehrere Schaufelflächen dargestellt.
Hierbei zeigt die obere Hälfte der Abbildung 5 die Aufteilung
eines kreisrunden Bleches in 4 gleichgroße Sektoren über einen
Winkel von jeweils α=45 Grad. Mit einer derartigen Aufteilung
ist es möglich, gleichzeitig aus einem Blech 8 Schaufeiflächen
zu schneiden oder zu stanzen. Eine mögliche Form der
Schaufelflächen 4 ist in drei der oberen Sektoren angedeutet.
Wird, wie im unteren Teil der Abbildung im mittigen Sektor
dargestellt, das Blech in nur 6 gleiche Sektoren zu jeweils
β=60 Grad aufgeteilt, so können aus dem Blech nur 6 aber dafür
größere Schaufelflächen 4 ausgeschnitten und geformt werden.
Die Größe und Anzahl der gewünschten Schaufelflächen 4 hängt
von äußeren vorgegebenen Parametern ab.In Figure 5, the division is in a hand sketch
a flat sheet is shown in several blade surfaces.
The upper half of Figure 5 shows the distribution
a circular sheet in 4 equal sized sectors over one
Angles of α = 45 degrees each. With such a division
it is possible to make 8 display surfaces from one sheet at the same time
to cut or punch. A possible form of
Jede Schaufel fläche 4 hat zwei lappenförmige Flächenabschnitte
bzw. Laschen 11 und 12. Diese Laschen sind bei der fertig
geformten Schaufel jeweils an einer Biegekante, die in diesem
Ausführungsbeispiel unter =30 Grad zur radialen
Sektorengrenze verläuft, von der Schaufelfläche abgebogen. Es
ist in anderen Ausführungen auch möglich, die Biegekante unter
anderen Winkel verlaufen zu lassen. Bei dem fertigen Laufrad
liegt die Lasche 11 in der entsprechenden Einprägung 5 der
Grundplatte 2 und die Lasche 12 in der Einprägung 6 des
Ansaugstutzens 3.Each
Die Abbildung 5 zeigt nur die Anordnung der Schaufelflächen auf dem Blech und eine prinzipielle Form der Flächen. Die in sich gebogene Form der fertig geformten Schaufel flächen kann dieser Abbildung nicht entnommen werden.Figure 5 shows only the arrangement of the blade surfaces on the sheet and a basic shape of the surfaces. In the curved shape of the finished blade can flatten cannot be taken from this illustration.
Ein Ausführungsbeispiel des Herstellungsverfahrens ist dadurch gegeben, daß die einzelnen Teile z.B aus Edelstahlblech hergestellt werden. Hierbei wird so vorgegangen, daß die Teile nach der Formgebung durch Widerstandsverschweißung miteinander verbunden werden.This is an embodiment of the manufacturing process given that the individual parts e.g. made of stainless steel sheet getting produced. This is done so that the parts after shaping by resistance welding to each other get connected.
Vor der Formgebung wird das Grundmaterial für jedes einzelne
Teil, also für Nabe, Grundplatte, Schaufeln und Ansaugstutzen
aus ebenem Blech ausgestanzt. Bei dem Stanzvorgang wird darauf
geachtet, daß keine gratbildenden Kanten an den einzelnen
Teilen entstehen. Nach der Formgebung werden Nabe 1,
Grundplatte 2 und Ansaugstutzen 3 von dem restlichen
umgebenden Blech getrennt. Lediglich die Schaufelflächen 4,
die nach der Formgebeung noch alle miteinander verbunden sind,
werden zunächst mit der Grundplatte 2 verschweißt und
anschließend voneinander getrennt.Before shaping, the basic material is made for each one
Part, i.e. for the hub, base plate, blades and intake manifold
punched out of flat sheet metal. During the punching process, it is on
ensured that no burr-forming edges on the individual
Parts arise. After shaping,
Die Abbildung 6 zeigt in einer erklärenden Übersicht die
einzelnen Arbeitsschritte Ia - VIa zur Herstellung einer Nabe
für das erfindungsgemäße Laufrad. In einem ersten Schritt Ia
wird, wie oben erwähnt, das Grundmaterial für die Nabe aus dem
ebenen Blech ausgestanzt. Anschließend wird über zwei
Tiefziehschritte IIa und IIIa die Topfform der Nabe 1 aus dem
ebenen Blech gebildet. In dem Arbeitsschritt IVa wird durch
eine Stauchung des Topfbodens der ringförmige Vorsprung 7 der
Nabe geformt. Hiernach wird die Mantelwand der Nabe im Schritt
Va zu einer Paßform für die Achse in drei Abschnitten 9
eingezogen und kalibriert, um eine Achse mit großer
Paßgenauigkeit aufnehmen zu können. Im Schritt VIa wird die
fertig geformte Nabe von dem umgebenden Rest des Bleches durch
eine weitere Stanzung getrennt. Dies erfolgt so, daß an der
Nabe der oben erwähnte Flansch zur Vereinfachung der Montage
stehenbleibt.Figure 6 shows an explanatory overview
individual work steps Ia - VIa for producing a hub
for the impeller according to the invention. In a first step Ia
As mentioned above, the base material for the hub is made from the
flat sheet metal punched out. Then over two
Thermoforming steps IIa and IIIa the pot shape of the
Die Verfahrensschritte Ib - Vb zur Herstellung der Grundplatte
2 werden durch die Abbildung 7 näher erläutert. Auch hier wird
in einem ersten Schritt Ib das Grundmaterial für die
Grundplatte 2 aus dem ebenen Blech ausgestanzt. In zwei
Tiefziehschritten IIb und IIIb wird sodann die mittige
Ausbauchung in die Grundform des Bleches geformt. Im Anschluß
daran wird im Schritt IVb der Rand der so geformten
Grundplatte 2 mit mehreren Einprägungen 5 versehen, die zur
Aufnahme der Laschen 11 der Schaufeln 4 dienen. Die Anzahl der
Einprägungen entspricht dabei der Anzahl der Schaufeln. Im
letzten Schritt Vb wird die geformte Grundplatte 2 von dem
umgebenden Rest des Bleches getrennt.Process steps Ib-Vb for the production of the
Die Abbildung 8 zeigt die Verfahrensschritte Ic - VIc zur
Herstellung des Ansaugstutzens 3. In dem ersten Schritt Ic
wird auch für den Ansaugstutzen zunächst das Grundmaterial aus
dem Blech ausgestanzt. Im zweiten Schritt IIc wird durch einen
Tiefzieh-Arbeitsschritt eine topfförmige Vertiefung in das
Blech gezogen, wobei an der dem Topfboden abgewandten Seite
eine flanschförmige Fläche stehenbleibt. In dem Schritt IIIc
wird sodann der Topfboden bis auf einen Kragen 16 ausgestanzt,
wonach dieser im Schritt IVc durchgestellt wird. Unmittelbar
darauf wird im gleichen Arbeitsschritt die Flanschfläche in
einem Winkel zum Mantel angestellt. In dem Verfahrensschritt
Vc wird in die Fläche des Flansches eine der Schaufelanzahl
entsprechende Anzahl von Einprägungen 6 und in deren Mitte
jeweils eine Erhebung 17 eingepreßt. In dem letzten Schritt
VIc wird auch der Ansaugstutzen 3 aus dem restlichen Blech
herausgetrennt.Figure 8 shows the process steps Ic - VIc
Production of the
Zur Herstellung der Schaufelflächen 4 wird das Blechmaterial
für alle Schaufel flächen zusmmenhängend aus einer Blechfläche
herausgestanzt und anschließend in dieser zusammenhängenden
Form zu den endgültigen Schaufelflächen 4 geformt. Erst nach
dem Anschweißen an die Grundplatte werden dann die einzelnen
Schaufelflächen voneinander getrennt. Die Schritte Id - VIId
zur Herstellung dieser Schaufelflächen verdeutlichen die
Abbildungen 9 und 10. In dem ersten Schritt Id werden aus dem
Grundmaterial des Blechs die in der Abbildung 10 mit A und B
bezeichneten Bereiche ausgestanzt. In dem nächsten Schritt IId
werden die Bereiche C aus dem Blech gestanzt. Im Anschluß
hieran werden im Arbeitsschritt IIId die Lappen 12, die zur
Befestigung des Ansaugstutzens 3 dienen, aus der Blechebene
herausgebogen. In dem Schritt IVd werden die einzelnen
Schaufelflächen 4 in sich gebogen. Dieses Biegen erfolgt durch
Sicken. Hierauf folgt in dem Arbeitsschritt Vd ein weiteres
Ausstanzen der Bereiche D, die den Rand der späteren
Austrittsöffnungen des Laufrades bilden. Im Anschluß hieran
werden die Schaufeln an der in der Abbildung 5 unter einem
Winkel von =30 Grad dargestellten Biegekante hochgestellt.The sheet material is used to produce the blade surfaces 4
for all blade surfaces connected together from a sheet metal surface
punched out and then in this contiguous
Formed into the final blade surfaces 4. Only after
welding to the base plate then becomes the individual
Blade surfaces separated from each other. Steps Id - VIId
to produce these blade surfaces illustrate the
Figures 9 and 10. In the first step Id from the
Base material of the sheet which is shown in Figure 10 with A and B
designated areas punched out. In the next step IId
the areas C are punched out of the sheet. In connection
this is followed in step IIId, the
Nach sämtlichen Stanz- und Umformungsschritten hängen die
einzelnen Schaufel flächen 4 immer noch über den in der
Abbildung 10 gestrichelt dargestellten Randbereich zusammen.
Demnach können in einem folgenden Verfahrensschritt sämtliche
Schaufelflächen 4 gleichzeitig auf der Grundplatte 2
ausgerichtet und mit dieser verschweißt werden. Erst im
Anschluß an diese Verschweißung werden dann die einzelnen
Schaufelflächen 4 von dem Randbereich getrennt. Darauf folgend
wird die Nabe 1 an die Grundplatte 2 und der Ansaugstutzen 3
an die dafür vorgesehenen Laschen 12 der Schaufelflächen 4
angeschweißt.After all the punching and forming steps, they hang
single blade surfaces 4 still above that in the
Figure 10 border area shown in dashed lines together.
Accordingly, all can in a subsequent process step
Blade surfaces 4 simultaneously on the
Die Abbildung 11 zeigt zusätzlich eine weitere Alternative,
das Blech in mehrere Bereiche für die Schaufelflächen 4
einzuteilen. Ist es z.B. vorgesehen, das Laufrad, wie in
diesem Fall, mit 8 etwas größeren Schaufelflächen
auszustatten, so fällt auf, daß sich einige Bereiche der
Schaufeiflächen 4 auf dem Blech überlappen würden.
Dementsprechend wird in diesem Fall zunächst das Blech für 4
zusammenhängende Schaufelflächen ausgestanzt und bearbeitet,
wie oben beschrieben. Die entsprechende Aufteilung auf dem
Blech ist in der Abbildung 11 durch kontinuierliche Linien
dargestellt. Nach der Formgebung werden dann zunächst die
ersten 4 fertigen Schaufel flächen auf der Grundplatte
verschweißt. Im Anschluß daran wird der Vorgang mit einem
weiteren Blech für die zweiten 4 Schaufelflächen wiederholt,
die dann um eine Teilung versetzt ebenfalls auf der
Grundplatte 2 befestigt werden. Dieses Vorgehen ist auch für
eine beliebige andere Anzahl von Schaufelflächen weiter
unterteilbar, wobei jedes Mal eine bestimmte Anzahl von
Schaufel flächen 4 gleichzeitig auf der Grundplatte 2
ausgerichtet und mit dieser verschweißt wird.Figure 11 also shows another alternative,
the sheet into several areas for the blade surfaces 4
to divide. Is it e.g. provided the impeller as in
in this case, with 8 slightly larger blade areas
equip, it is striking that some areas of the
Claims (24)
Applications Claiming Priority (2)
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ID=7846406
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