WO1992021503A1 - Form tool for producing an impeller or diffuser of a radial pump - Google Patents
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Definitions
- the object of the present invention is to design a mold of the type mentioned in such a way that the risk of wear, edge breakage or partial edge breakage is avoided, and thus a long service life of the mold is achieved.
- This object is achieved by the features specified in the characterizing part of claim 1.
- the design of the molding tool according to the invention eliminates the risk of breakage for the end edges mentioned with little effort and a subtle change in the nature of the blade surfaces. It has even been found that the resulting flat or low burr on the blade surfaces at the point of intersection thereof with the opening surface increases the delivery capacity or the efficiency of the radial pump.
- Fig. 1 denotes a section of an impeller or a stator of a radial pump according to section II of FIG. 2, which has two offset disks 2 and 3, blades 4 and a hub 5.
- the impeller 1 is formed by means of a shaping tool 6 which can be divided axially in the direction of the axis of rotation R of the impeller 1 Tool parts 7 and 8, produced by an injection, casting, injection molding and / or pressing process from a material which can be shaped by pressure and / or at elevated temperature.
- the molding process takes place via a sprue 10 in the tool part 8 and via channels 11 leading from this to the hub 5.
- a section 15 of the blades 4 closer to the axis of rotation R is formed by extensions 13 of the one tool part 8, between which blade-shaped slots 16 (FIG. 2) are shaped.
- the sections 17 of the blades 4 which are further out, that is to say the portions 17 which extend radially beyond the separating surface 14, are formed by extensions 12 of the other tool part 7, between which blade-shaped slots 18 (FIG. 2) are formed.
- the side surfaces 19 and 20 of the blade-shaped slots 16, 18 also form with the intersections S 19 and S 20 thereof
- the virtual tangent T 19 or T 20 of the separating surface 14 produced an acute angle o or ⁇ .
- These acute angles ⁇ 0 and ⁇ & are also on the end edge 21 of the extensions 13 of the one tool part 8 and on the end edge 22 of the extensions 12 of the other tool part 7 available.
- chamfered surfaces 23 and 24 are chamfered by, for example, the tapering area of the tip by an amount of approximately 0.1 mm to 3 mm, in particular approximately 0.3 mm to 0 , 6 mm, is blunted by chamfering.
- the chamfered surfaces 23 and 24 thus created, which extend over the entire width of the blades 4, have a width of approximately 0.1 mm to 2 mm, in particular approximately 0.25 mm to 0.6 mm, the plane 23.1 or 24.1 of the chamfering surfaces 23 and 24 expediently runs approximately perpendicular to the surface plane or preferably to the bisector 27 (cf. FIG. 4) of the corresponding side surfaces 19, 20 of the associated blades 4.
- the radial pump described is particularly suitable as a cooling water pump for motor vehicles.
Abstract
In a form tool (6) for producing impellers or diffusers for radial pumps with two separable tool parts (7, 8) axially to the axis of rotation (R) of the impeller or diffuser (1), the separating surfaces (14) running concentrically with the axis of rotation (R) of which divide the blade forming slots (16 or 18) into an inner section (15) in in one part (8) of the tool with the form slots (16) and an outer section (17) in the other tool part (7) with the form slots (18), there are pointed terminal edges at the separating surface (14) in both tool parts (7, 8). These terminal edges are chamfered. This considerably lengthens the useful life of the form tool (6).
Description
Beschreibung description
Formwerkzeug zum HerstellenMold for manufacturing
eines Lauf- oder Leitrades einer Radialpumpean impeller or stator of a radial pump
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Formwerkzeug zum Herstellen eines Lauf- oder Leitrades einer Radialpumpe gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.The present invention relates to a molding tool for producing an impeller or stator of a radial pump according to the preamble of claim 1.
Ein derartiges Formwerkzeug ist aus der DE-OS 36 11 910 bekannt. Bei derartigen Formwerkzeugen ist an den an der Trennfläche vorhandenen spitzwinkligen Endkanten im Be¬ reich der Formschlitze für die Schaufeln jeweils eine messer¬ scharfe Kante vorhanden. Dies ermöglicht zwar die Herstellung glatter Schaufeloberflächen auf beiden Seiten jeder Schaufel. Bei Formwerkzeugen für die Massenproduktion und auch für Formwerkstoffe mit hoher Formtemperatur werden diese scharfen Kanten jedoch sehr stark belastet. Die Folge ist ein nach nur relativ geringer Produktionszahl auftretender Verschleiß oder gar ein Abplatzen zumindest von Teilen dieser Kanten. Hierdurch wird das Formwerkzeug unbrauchbar und kann evtl. nur mit sehr hohem Aufwand an Zeit und Kosten repariert werden.Such a mold is known from DE-OS 36 11 910. In the case of such molding tools, there is a knife-sharp edge on the acute-angled end edges in the area of the molding slots for the blades. This enables the production of smooth blade surfaces on both sides of each blade. In the case of molds for mass production and also for mold materials with a high mold temperature, however, these sharp edges are subjected to a great deal of stress. The result is wear that occurs after only a relatively small number of productions, or even chipping of at least parts of these edges. This makes the molding tool unusable and can possibly only be repaired with a great deal of time and expense.
Mit der vorliegenden Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, ein Formwerkzeug der genannten Art derart zu ge¬ stalten, daß die Gefahr des Verschleisses, des Kantenbruchs oder des teilweisen Kantenbruchs vermieden und somit eine hohe Standzeit des Formwerkzeugs erreicht wird.
Gelöst wird diese Aufgabe durch die im Kennzeichen des Anspruches 1 angegebenen Merkmale.The object of the present invention is to design a mold of the type mentioned in such a way that the risk of wear, edge breakage or partial edge breakage is avoided, and thus a long service life of the mold is achieved. This object is achieved by the features specified in the characterizing part of claim 1.
Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Formwerkzeugs ist die Bruchgefahr für die erwähnten Endkanten mit geringem Aufwand bei unmerklicher Änderung der Beschaffenheit der Schaufelflächen beseitigt. Es hat sich sogar herausgestellt, daß der entstehende flache bzw. niedrige Grat auf den Schaufelflächen im Schnittpunkt derselben mit der Treπnfläche eine Erhöhung der Förderleistung bzw. des Wirkungsgrades der Radialpumpe bewirkt.The design of the molding tool according to the invention eliminates the risk of breakage for the end edges mentioned with little effort and a subtle change in the nature of the blade surfaces. It has even been found that the resulting flat or low burr on the blade surfaces at the point of intersection thereof with the opening surface increases the delivery capacity or the efficiency of the radial pump.
Weitere vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben und werden nachfolgend anhand eines in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispiels näher beschrieben. Es zeigen:Further advantageous details of the invention are specified in the subclaims and are described in more detail below with reference to an exemplary embodiment illustrated in the drawing. Show it:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Ausschnitt eines zweiteiligen Werkzeugs mit dem ausgeformten Laufrad gemäß dem Schnitt I-I der Fig. 2,1 shows a longitudinal section through a section of a two-part tool with the shaped impeller according to section I-I of FIG. 2,
Fig. 2 einen Ausschnitt des Werkzeugs in einer Ansicht gemäß dem Schnitt II-II der Fig. 1, Fig. 3 und 4 je einen vergrößerten Ausschnitt der Fig. 2 im Bereich der Schnittpunkte für die beiden Werkzeug¬ teile und Fig. 5 einen vergrößerten Ausschnitt eines Laufrades im Bereich der Schnittpunkte.2 shows a section of the tool in a view according to section II-II of FIGS. 1, 3 and 4, an enlarged section of FIG. 2 in the area of the intersection points for the two tool parts and FIG. 5 an enlarged section Section of an impeller in the area of the intersection points.
In Fig. 1 ist mit 1 ein Ausschnitt eines Laufrades oder eines Leitrades einer Radialpumpe gemäß dem Schnitt I-I der Fig. 2 bezeichnet, das zwei versetzte Scheiben 2 und 3, Schaufeln 4 und eine Nabe 5 aufweist. Das Laufrad 1 ist mittels eines axial in Richtung der Rotationsachse R des Laufrades 1 teilbaren Formwerkzeugs 6, bestehend aus den
Werkzeugteilen 7 und 8, durch einen Spritz-, Gieß-, Spritz¬ guß- und/oder Preßvorgang aus einem durch Druck und/oder bei erhöhter Temperatur formbaren Werkstoff erzeugt.In Fig. 1, 1 denotes a section of an impeller or a stator of a radial pump according to section II of FIG. 2, which has two offset disks 2 and 3, blades 4 and a hub 5. The impeller 1 is formed by means of a shaping tool 6 which can be divided axially in the direction of the axis of rotation R of the impeller 1 Tool parts 7 and 8, produced by an injection, casting, injection molding and / or pressing process from a material which can be shaped by pressure and / or at elevated temperature.
Als Werkstoffe können beispielsweise Aluminium, Zink, Zink- Zinn-Magnesium-Legierungen oder dgl. oder auch Kunststoffe, wie ungefüllte oder gefüllte "Polymere, insbesondere Thermo¬ plaste, Duroplaste oder dgl. vorgesehen sein. Nach dem Ent- formen kann das Laufrad 1 mit einem in Fig. 1 gestrichelt eingezeichneten Verschlußring 9 auf der der Scheibe 2 gegen¬ überliegenden Seite geschlossen werden.Materials such as aluminum, zinc, zinc-tin-magnesium alloys or the like, or also plastics, such as unfilled or filled "polymers, in particular thermoplastics, thermosets or the like, can be provided. After demolding, the impeller 1 can be closed with a locking ring 9 shown in broken lines in FIG. 1 on the side opposite the disc 2.
Der Formvorgang, beispielsweise durch einen Spritzprozeß , er¬ folgt über einen Angußkanal 10 im Werkzeugteil 8 und über von diesem zur Nabe 5 führende Kanäle 11.The molding process, for example by an injection molding process, takes place via a sprue 10 in the tool part 8 and via channels 11 leading from this to the hub 5.
Durch die zur Rotationsachse R konzentrische zylindrische oder kegelförmige Trennfläche 14 zwischen den Werkzeugteilen 7 und 8 wird jeweils ein der Rotationsachse R näher liegender Abschnitt 15 der Schaufeln 4 durch Fortsätze 13 des einen Werkzeugteils 8, zwischen denen Schaufel - Formschlitze 16 (Fig. 2) gebildet sind, geformt. Die weiter außen liegenden, also die radial über die Trennfläche 14 reichenden Abschnit¬ te 17 der Schaufeln 4 werden durch Fortsätze 12 des anderen Werkzeugteils 7, zwischen denen Schaufel-Formschlitze 18 (Fig. 2) gebildet sind, geformt.Due to the cylindrical or conical separating surface 14 concentric to the axis of rotation R between the tool parts 7 and 8, a section 15 of the blades 4 closer to the axis of rotation R is formed by extensions 13 of the one tool part 8, between which blade-shaped slots 16 (FIG. 2) are shaped. The sections 17 of the blades 4 which are further out, that is to say the portions 17 which extend radially beyond the separating surface 14, are formed by extensions 12 of the other tool part 7, between which blade-shaped slots 18 (FIG. 2) are formed.
Wie aus dem in Fig. 2 gemäß dem Schnitt II-II der Fig. 1 dargestellten Ausschnitt des Werkzeugs 6 ersichtlich, bilden die Seitenflächen 19 bzw. 20 der Schaufel-Formschlitze 16, 18 mit der in deren Schnittpunkt S 19 bzw. S 20 mit der Trenn¬ fläche 14 erzeugten virtuellen Tangente T 19 bzw. T 20 einen spitzen Winkel o bzw. ß . Diesespitzen Winkel θ0 bzw. {& sind auch an der Endkante 21 der Fortsätze 13 des einen Werkzeugteils 8 bzw. an der Endkante 22 der Fortsätze 12
des anderen Werkzeugsteils 7 vorhanden. Erfindungsgemäß sind die spitzen Endkanten 21, 22, wie in den Fig. 3 und 4 dargestellt, angefast, indem beispielsweise der auslaufende Bereich der Spitze um einen Höhenbetrag von etwa 0,1 mm bis 3 mm, insbesondere von etwa 0,3 mm bis 0,6 mm, durch Aπfasen abgestumpft wird. Die so entstandenen Anfasflächen 23 bzw. 24, die sich über die gesamte Breite der Schaufeln 4 erstrecken, besitzen eine Breite von etwa 0,1 mm bis 2 mm, insbesondere von etwa 0,25 mm bis 0,6 mm, wobei die Ebene 23.1 bzw. 24.1 der Anfasflächen 23 und 24 zweckmäßig etwa senkrecht zur Flächenebene oder vorzugsweise zur Winkelhalbierenden 27 (vgl. Fig. 4) der entsprechenden Seitenflächen 19, 20 der zugeordneten Schaufeln 4 verläuft.As can be seen from the section of the tool 6 shown in FIG. 2 in accordance with the section II-II of FIG. 1, the side surfaces 19 and 20 of the blade-shaped slots 16, 18 also form with the intersections S 19 and S 20 thereof The virtual tangent T 19 or T 20 of the separating surface 14 produced an acute angle o or β. These acute angles θ0 and {& are also on the end edge 21 of the extensions 13 of the one tool part 8 and on the end edge 22 of the extensions 12 of the other tool part 7 available. According to the invention, the pointed end edges 21, 22, as shown in FIGS. 3 and 4, are chamfered by, for example, the tapering area of the tip by an amount of approximately 0.1 mm to 3 mm, in particular approximately 0.3 mm to 0 , 6 mm, is blunted by chamfering. The chamfered surfaces 23 and 24 thus created, which extend over the entire width of the blades 4, have a width of approximately 0.1 mm to 2 mm, in particular approximately 0.25 mm to 0.6 mm, the plane 23.1 or 24.1 of the chamfering surfaces 23 and 24 expediently runs approximately perpendicular to the surface plane or preferably to the bisector 27 (cf. FIG. 4) of the corresponding side surfaces 19, 20 of the associated blades 4.
Durch das Anfasen der Endkanten 21, 22 wird bei einer Serien¬ produktion von Laufrädern oder Leiträdern der Verschleiß, das Abplatzen bzw. das teilweise Abplatzen der bisher üblicher¬ weise vorhandenen Spitzen vollständig vermieden und somit eine sehr lange Standzeit des Werkzeugs 6 gewährleistet. Die dabei entstehenden, aus Fig. 5 ersichtlichen niedrigen Stege 25 und 26 - in der Zeichnung zwecks besserer Sichtbarmachung übertrieben groß dargestellt - auf der Seitenfläche 19 bzw. 20 der Schaufeln 4 vermindern den Pumpenwirkungsgrad nicht, son¬ dern können im Gegenteil durch Wirbelbildung sogar noch zur Steigerung der Leistung, insbesondere der Aπfangs-Saug- oder Druck-Wirkung, beitragen.The chamfering of the end edges 21, 22 in a series production of impellers or idlers completely prevents the wear, chipping or partial chipping of the tips that were previously present and thus ensures a very long service life of the tool 6. The resulting low webs 25 and 26 shown in FIG. 5 - shown in the drawing in an exaggerated size for the sake of better visibility - on the side surfaces 19 and 20 of the blades 4 do not reduce the pump efficiency, but on the contrary can even be caused by vortex formation contribute to increasing the performance, in particular the initial suction or pressure effect.
Die beschriebene Radialpumpe eignet sich insbesondere als Kühlwasserpumpe für Kraftfahrzeuge.The radial pump described is particularly suitable as a cooling water pump for motor vehicles.
Mit der vorliegenden Erfindung wird der weitere Vorteil erzielt, daß trotz der vergleichsweise komplizierten Form des Lauf- oder Leitrades einer Radialpumpe von der Möglich¬ keit der N-profilartigen Entformung Gebrauch gemacht werden kann. Dadurch wird die aufwendige Konstruktion von Radial-
Schiebern vermieden. Neben der verschleißfreundlichen Ge¬ staltung des erfindungsgemäßen Formwerkzeugs ergibt sich der weitere Vorteil, daß der in Fig. 1 dargestellte Verschlu߬ ring 9 mit dem Grundkörper durch eine sagezahnähnliche Ver¬ bindung zusammengesetzt werden kann, was insbesondere bei der Verwendung von Polymerteilen einen besseren Verbund dieser Teile bewirkt.
With the present invention, the further advantage is achieved that, despite the comparatively complicated shape of the impeller or stator of a radial pump, use can be made of the N-profile-like demolding. The complex construction of radial Avoided sliding. In addition to the wear-friendly design of the molding tool according to the invention, there is the further advantage that the locking ring 9 shown in FIG. 1 can be assembled with the base body by means of a sawtooth-like connection, which results in a better bond between these, particularly when polymer parts are used Parts causes.
Claims
1. Formwerkzeug zum Herstellen eines Lauf- oder Leit¬ rades einer Radialpumpe, deren in Form einer zur Rotations¬ achse des Lauf- oder Leitrades konzentrischen Zylinder- oder Kegelfläche ausgebildete Trennfläche im Bereich der die Schaufeln formenden Formschlitze der Werkzeugteile derart verläuft, daß die Schaufel-Formschlitze für die der Rotations¬ achse näher liegenden Abschnitte der zu formenden Schaufeln in dem einen Werkzeugteil und diejenigen für die weiter außen liegenden Abschnitte der Schaufeln im anderen Werkzeugteil vorgesehen sind, wobei die Schaufel-Formschlitze bzw. die zu formenden Schaufeln im Schnittpunkt mit der Trennfläche einen spitzen Winkel zu der im Schnittpunkt zur Trennfläche vorhandenen virtuellen Tangente bilden, dadurch gekennzeichnet, daß die die spitzen Winkel ( o , (__ ) bildenden spitzen End- kanten (21 bzw. 22) der entsprechenden Werkzeugfortsätze (13 bzw. 12) beider Werkzeugteile (7, 8) angefast sind.1. Forming tool for producing an impeller or guide wheel of a radial pump, the separating surface of which is designed in the form of a cylindrical or conical surface which is concentric with the axis of rotation of the impeller or guide wheel, in the region of the shaped slots of the tool parts which form the blades, such that the blade Shaped slots are provided for the sections of the blades to be shaped which are closer to the axis of rotation in one tool part and those for the sections of the blades which are further out are provided in the other tool part, the blade shaped slots or the blades to be shaped being at the point of intersection with the The parting surface forms an acute angle to the virtual tangent at the intersection with the parting surface, characterized in that the pointed end edges (21, 22) of the corresponding tool extensions (13 or 12) of both form the acute angles (o, (__) Tool parts (7, 8) are chamfered.
2. Formwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die angefasten Endkanten (21 bzw. 22) eine Breite von etwa 0,1 mm bis 2 mm, insbesondere von etwa 0,25 mm bis 0,6 mm, besitzen. 2. Molding tool according to claim 1, characterized in that the chamfered end edges (21 or 22) have a width of about 0.1 mm to 2 mm, in particular from about 0.25 mm to 0.6 mm.
3. Formwerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Ebenen (23.1 bzw. 24.1) der Anfasflächen (23 bzw. 24) der Endkanten (21 bzw. 22) jeweils etwa senk¬ recht zur Winkelhalbierenden (27) der beiden Seitenflächen (19, 20) der zugeordneten Schaufeln (4) im Schnittpunkt (S 19 bzw. S 20) verläuft. 3. Molding tool according to claim 1 or 2, characterized gekenn¬ characterized in that the planes (23.1 and 24.1) of the chamfering surfaces (23 and 24) of the end edges (21 and 22) each approximately perpendicular to the bisector (27) of the both side surfaces (19, 20) of the associated blades (4) at the intersection (S 19 and S 20).
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