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Die
Erfindung betrifft eine Kreiselpumpe für abrasive Flüssigkeiten,
mit einem durch mindestens ein Gußteil gebildeten Gehäuse, das
eine von der Flüssigkeit
durchströmte
Höhlung
aufweist.
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Insbesondere
bezieht sich die Erfindung auf Kühlschmierstoffpumpen,
die in Werkzeugmaschinen dazu dienen, eine bei der Bearbeitung eines Werkstücks verwendete
Kühlschmierstoffemulsion, die
in einem Reservoir im Maschinenbett der Werkzeugmaschine gesammelt
wird, zum Werkzeug zurückzupumpen.
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Herkömmliche
Kreiselpumpen dieser Art weisen ein Gehäuse aus Grauguß auf, das
zumeist aus zwei aneinandergeflanschten Gußteilen besteht, die zusammen
die Höhlung
für das
gepumpte Medium definieren. Diese Höhlung gliedert sich typischerweise
in eine Pumpenkammer mit Ansaugstutzen und einen sich an den Umfang
der Pumpenkammer anschließenden
Spiralkanal, der am stromabwärtigen
Ende in einen Druckstutzen und schließlich in einen Anschlußstutzen übergeht.
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Wenn
die gepumpte Flüssigkeit
abrasive Festpartikel enthält,
wie es beispielsweise bei Kühlschmierstoffemulsionen
der Fall ist, die bei der Bearbeitung des Werkstücks entstehende Metallspäne enthalten,
so kommt es an den Innenwänden
der Höhlung
zu einem erhöhten
Verschleiß,
der die Lebensdauer der Pumpe begrenzt. Ein besonders hoher Verschleiß tritt
dabei in den Zonen der Höhlung auf,
in denen die Flüssigkeit
ihre Strömungsrichtung ändert, beispielsweise
am Übergang
zwischen dem Spiralkanal und dem Druckstutzen.
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Um
die Lebensdauer der Pumpe zu erhöhen, ist
es denkbar, das Pumpengehäuse
nicht aus Grauguß,
sondern aus einem verschleißfesteren
Material zu fertigen, beispielsweise einem hochlegierten Stahl wie
etwa einem Cr-Mb-Stahl.
Diese verschleißfesteren
Materialien verursachen jedoch beträchtlich erhöhte Materialkosten und haben
zudem den Nachteil, daß sie
sich schwerer bearbeiten lassen, so daß auch erhöhte Bearbeitungskosten entstehen.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, eine Kreispumpe für abrasive Flüssigkeiten
zu schaffen, die sich zu geringen Kosten fertigen läßt und dennoch
eine erhöhte
Verschleißfestigkeit
aufweist.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer
Kreiselpumpe der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß zumindest
Teile der Innenwände der
Höhlung
durch ein in das Gußteil
eingegossenes Verschleißschutzteil
aus abriebfestem Metall gebildet werden.
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So
kann der überwiegende
Teil des Gehäuses
weiterhin aus einem relativ kostengünstigen Material wie beispielsweise
Grauguß gefertigt
werden, während
die besonders beanspruchten Teile der Innenwände der Höhlung durch das eingegossene
Verschleißschutzteil
gebildet werden und somit besser gegen Abrieb geschützt sind.
Da der überwiegende Teil
des Gehäuses,
insbesondere dessen Außenflächen, weiterhin
aus Grauguß bestehen,
läßt sich
das Gehäuse ähnlich wie
ein herkömmliches,
ganz aus Grauguß bestehendes
Pumpengehäuse
zu verhältnismäßig geringen
Kosten nachbearbeiten. Im Verhältnis
zur Gesamtmasse des Gehäuses
hat das Verschleißschutzteil
nur eine relativ geringe Masse, so daß auch bei Verwendung eines
verschleißfesten und
dementsprechend teuren Materials die Materialkosten insgesamt nur
wenig erhöht
werden. Das Verschleißschutzteil
läßt sich
durch Einsatzgießen
auf einfache Weise in das Pumpengehäuse integrieren. Auf diese
Weise gelingt es, zu relativ geringen Kosten ein Pumpengehäuse herzustellen,
das bei einem Einsatz der Pumpe für abrasive Flüssigkeiten
eine deutlich erhöhte
Lebensdauer aufweist.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Vorzugsweise
ist das Verschleißschutzteil ein
Feingußteil
aus einer abriebfesten Stahllegierung, beispielsweise aus Cr-Mb-Stahl.
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In
einer besonders bevorzugten Ausführungsform
kleidet das Verschleißschutzteil
nur diejenigen Bereiche der Höhlung
des Pumpengehäuses aus,
die einem besonders hohen Verschleiß unterliegen, insbesondere
den Übergangsbereich
zwischen dem Spiralkanal und dem Druckstutzen. Das Verschleißschutzteil
ist dabei vorzugsweise so in das umgebende Material eingegossen, daß die Innenflächen der
Höhlung
an der Nahtstelle zwischen dem Verschleißschutzteil und dem umgebenden
Gußmaterial
glatt ineinander übergehen.
Dies läßt sich
beispielsweise dadurch erreichen, daß das insgesamt im wesentlichen
rohrförmige
Verschleißschutzteil schon
bei der Herstellung des aus Formsand bestehenden Formkerns für die Höhlung in
den Kernkasten integriert wird und beim Einfüllen des Formsands in die Höhlung des
Kernkastens mit dem Formsand ausgefüllt wird. Wenn dann nach dem
Abbinden des Formsands der Formkern aus dem Kernkasten entformt
wird, sitzt das Verschleißschutzteil
bereits passend auf dem Formkern und kann zusammen mit diesem in
die eigentliche Gießform
eingesetzt und mit Grauguß umgossen
werden.
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Im
folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der
Erfindung anhand der Zeichnung näher
erläutert.
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Es
zeigen:
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1 einen
axialen Teilschnitt durch eine erfindungsgemäße Kreiselpumpe mit eingegossenem Verschleißschutzteil;
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2 eine
perspektivische, angeschnittene Ansicht eines Oberteils des Pumpengehäuses mit Verschleißschutzteil;
und
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3 und 4 aufgeschnittene
perspektivische Ansichten des Oberteils des Pumpengehäuses, zur
Illustration der Lage des Verschleißschutzteils in dem Pumpengehäuse.
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Die
in 1 gezeigte Kreiselpumpe weist ein Gehäuse 10 auf,
das durch zwei aneinandergeflanschte Gußteile 12, 14 gebildet
wird. Bei den Gußteilen 12, 14 handelt
es sich um ein Oberteil 12 und ein Unterteil 14,
die aus Grauguß oder
ggf. auch aus Kunststoff bestehen können.
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Das
Unterteil 14 bildet eine Pumpenkammer 16 und einen
Ansaugstutzen 18 sowie Füße 20, mit denen die
Pumpe so auf den Boden eines nicht gezeigten Flüssigkeitsbehälters aufgestellt
werden können,
daß sich
die Ansaugöffnung 22 am
unteren Ende des Ansaugstutzens 18 etwas oberhalb des Behälterbodens
befindet.
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Im
Oberteil 12 ist eine Welle 24 gelagert, die durch
einen nicht gezeigten Motor angetrieben wird und am unteren Ende
innerhalb der Pumpenkammer 16 ein mit Flügeln 26 bestücktes Radial-Laufrad 28 und
innerhalb des Ansaugstutzens 18 ein Axial-Laufrad 30 mit
schraubenförmigen
Flügeln 32 trägt. Die unteren
Kanten der Flügel 32 sind
als Schneiden ausgebildet, die mit in die Ansaugöffnung 22 hineinragenden
Gegenschneiden 34 zusammenwirken, so daß mit der Flüssigkeit
angesaugte Metallspäne
zerkleinert werden können.
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Das
Oberteil 12 bildet außerdem
einen Spiralkanal 36, der sich nach oben an den Umfangsrand der
Pumpenkammer 16 anschließt und dessen Höhe in Rotationsrichtung
des Radial-Laufrades 18 zunimmt. Der Spiralkanal 36 mündet in
einen Druckstutzen 38, der ebenfalls durch das Oberteil 12 des
Gehäuses
gebildet wird.
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Ein
Verschleißschutzteil 40,
das durch ein Feingußteil
aus einem hochlegierten Cr-Mb-Stahl gebildet wird, ist so in das
Oberteil 12 eingegossen, daß es die Innenwände der
durch den Druckstutzen 38 und den Spiralkanal 36 gebildeten
Höhlung
im Übergangsbereich
zwischen dem Spiralkanal 36 und dem Druckstutzen 40 auskleidet.
So werden die Innenwände
des Druckstutzens 38 im unteren Bereich dieses Druckstutzens
sowie die Innenwände
des Spiralkanals 36 im Bereich der Mündung 42 dieses Spiralkanals
in den Druckstutzen durch das verschleißfeste Material des Verschleißschutzteils 40 gebildet.
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Im
Betrieb wird die mit Metallspänen
verunreinigte Flüssigkeit,
beispielsweise eine Kühlschmierstoffemulsion,
mit Hilfe des Axial-Laufrades 30 angesaugt. Dabei werden
die Metallspäne
durch die Flügel 32 und
die Gegenschneiden 34 zerkleinert. In der Pumpenkammer 16 wird
die Flüssigkeit
dann durch das Radial-Laufrad 28 gepumpt und durch Zentrifugalwirkung
in den Spiralkanal 36 gedrückt, so daß es über die Mündung 42 in den Druckstutzen 38 strömt. Am Übergang
vom Spiralkanal 36 in den Druckstutzen 38 wird
dabei die Flüssigkeit
stark umgelenkt, so daß die
noch in der Flüssigkeit
enthaltenen zerkleinerten Metallspäne auf die Innenwand des Druckstutzens
prallen. Da diese Innenwand hier jedoch durch das Verschleißschutzteil 40 gebildet wird,
läßt sich
der Verschleiß erheblich
reduzieren.
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In 2 ist
das Oberteil 12 des Gehäuses
in einer perspektivischen Ansicht schräg von unten gezeigt, so daß man in
den Spiralkanal 36 blickt, dessen Höhe hier in Gegenuhrzeigerrichtung
zur Mündung 42 hin
zunimmt. Der rechte Teil des Gehäuses 12 ist
in 2 abgeschnitten, so daß man das in das Gehäuse eingebettete
Verschleißschutzteil 40 erkennen
kann. Man sieht, daß dieses
Verschleißschutzteil 40 mit
einer Art "Schnabel" 44 ein
Stück weit
in den Spiralkanal 36 hineinragt. An einer Nahtstelle 46 geht die
Innenwand des Verschleißschutzteils 40 dann glatt
in die Innenwand des durch das Gußteil gebildeten Hauptabschnitts
des Spiralkanals 36 über.
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3 zeigt
das aufgeschnittene Oberteil 12 gemäß 2 aus einer
etwas anderen Blickrichtung, und 4 zeigt den
Teil des Oberteils 12, der in 3 fehlt, und
in beiden Figuren ist das eingegossene Verschleißschutzteil 40 vollständig dargestellt. Man
erkennt, daß das
Verschleißschutzteil 40 mit
einem gekrümmten
Wandabschnitt 48 auch den Boden des Druckstutzens 38 (in 3 am
oberen Ende des Druckstutzens) auskleidet. Die aus dem Spiralkanal 36 austretende
Flüssigkeit
prallt vornehmlich auf den verschleißfesten Wandabschnitt 48 auf
und wird durch diesen in den Druckstutzen 38 umgelenkt.
An den Druckstutzen schließt
sich stromabwärts
ein angewinkelter, mit einem Flansch 50 versehener Anschlußstutzen 52 an,
der im gezeigten Beispiel nicht mehr mit dem Verschleißschutzteil 40 ausgekleidet ist.
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In
einer modifizierten Ausführungsform könnte das
Verschleißschutzteil 40 jedoch
so verlängert
sein, daß es
auch den im Übergangsbereich
zwischen Druckstutzen 38 und Anschlußstutzen 52 gebildeten
Krümmer
zumindest an der radial äußeren Seite
auskleidet. Ebenso könnte
sich in einer modifizierten Ausführungsform
der Schnabel 44 des Verschleißschutzteils auch tiefer in
den Spiralkanal 36 hinein erstrecken. Schließlich ist
es auch denkbar, die durch das Unterteil 14 des Gehäuses gebildete Pumpenkammer 16 und/oder
die Innenwand des Ansaugstutzens 18 mit einem in das Unterteil 14 eingegossenen
Verschleißschutzteil
auszukleiden.