DE29810074U1

DE29810074U1 - Kreiselpumpenlaufrad

Info

Publication number: DE29810074U1
Application number: DE29810074U
Authority: DE
Original assignee: Grundfos AS
Current assignee: Grundfos AS
Priority date: 1998-06-05
Filing date: 1998-06-05
Publication date: 1998-10-01
Anticipated expiration: 2008-06-06

Description

Anmelder: Grundfos a/s

Poul Due Jensens Vej 7-11
DK - 8850 Bjerringbro

Kreiselpumpenlaufrad

Die Erfindung geht aus von einem Kreiselpumpenlaufrad von radialer oder halbaxialer Bauart gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein derartiges, zusammengesetztes Kreiselpumpenlaufrad ist in der DE-Patentschrift DE 44 46 193 C 2 beschrieben.. Es besteht aus formgepreßten, vorzugsweise aus Chrom- Nickel- Stahl hergestellten Walzblechteilen, die eine vordere Deckscheibe mit einem zylindrischen Einlaufabschnitt, eine hintere Deckscheibe mit einer Nabe und dazwischen eine Mehrzahl von Schaufeln umfassen, wobei alle Teile durch Schweißen miteinander verbunden sind. Der zylindrische Einlaufabschnitt bildet mit dem Pumpengehäuse einen Teil einer Spaltdichtungsausbildung für das Laufrad in dessen Saugmundbereich, und mit der hinteren Deckscheibe ist bekannterweise die Nabe verbunden, um das Laufrad auf einer Pumpenwelle befestigen zu können. Solche Laufräder können weitgehend automatisch und damit rationell und kostengünstig hergestellt werden, wobei gegenüber gegossenen Laufrädern die Vorteile des geringeren Materialeinsatzes, der größeren Freiheit hinsichtlich der richtigen hydraulischen Formgebung der Strömungskanäle im Laufrad, der besseren Oberflächengüte und des besseren Wirkungsgrades gegeben sind. Nachteilig ist jedoch, daß sich der zylindrische Einlaufabschnitt des Laufrades beim Verschweißen der vorderen Deckscheibe mit den Schaufeln mehr oder weniger polygonal verformt bzw. verzieht, wodurch die Spaltdichtungsfunktion des Einlaufabschnittes erheblich gemindert ist und es einer beträchtlichen Nachbearbeitung des Einlaufabschnittes bedarf, um die Leckverluste im Saugmund-

bereich des Laufrades zu minimieren und damit den Wirkungsgrad des Laufrades auf einem guten Wert zu halten.

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Verbesserung eines Kreiselpumpenlaufrades der eingangs angeführten Art dahingehend, daß eine Verformung des Einlaufabschnittes des Laufrades beim Verschweißen der vorderen Deckscheibe mit den Schaufeln wesentlich herabgesetzt, wenn nicht gar vermieden ist.

Die Lösung dieser Aufgabe ist in dem Patentanspruch 1 angeführt.

Durch diese Lösung wirken sich die Schweißspannungen beim Verschweißen der vorderen Deckscheibe mit den Laufradschaufeln nicht mehr oder nur noch äußerst geringfügig auf den zylindrischen Einlaufabschnitt des Laufrades aus, da sich der Einlaufabschnitt nicht oder nur vernachlässigbar verformt. Somit bedarf es nach dem Schweißen keiner Nachbearbeitung des Einlaufabschnittes des Laufrades, wo durch die Leckverluste im Saugmundbereich eines im Einsatz befindlichen, erfindungsgemäßen Kreiselpumpenlaufrades minimal sind und ein guter Wirkungsgrad des Laufrades erhalten bleibt.Ein anderer Vorteil besteht darin, daß noch dünneres Walzblecchmaterial für die Herstellung insbesondere der vorderen Deckscheibe verwendet werden kann und somit weiteres Material eingespart wird. Des weiteren bleiben bei einem solchen Laufrad die Vorteile erhalten, die vorstehend im Zusammenhang mit dem bekannten, zusammengesetzten Kreiselpumpenlaufrad angeführt sind.

Eine vorteilhafte Formgebung des Übergangsbereiches der vorderen Deckscheibe besteht in der Form einer Kröpfung, einer Sicke, eines Falzes, eines Bundes oder dergleichen.

Ein zusätzliche Versteifung des zylindrischen Einlaufbereiches wird dadurch erreicht, daß die vordere Deckscheibe durch wenigstens einmaliges Umbiegen des

einströmseitigen Endbereiches des zylindrischen Einlaufabschnittes nach innen oder außen ausgebildet ist.

Bei nach innen umgebogenem Endbereich des Einlaufabschnittes des Laufrades ist die Querverformung des Übergangsbereiches der vorderen Deckscheibe so ausgeführt, daß die Innenfläche des Schaufelabschnittes mit der Innenfläche des umgebogenen Endbereiches fluchtet, um im Bereich der Querverformung eine optimale Strömungsführung beizubehalten, so daß also keine störenden Wirbel entstehen.

In einer weiteren vorteilhaften Ausbildung kann auf den zylindrischen Einlaufabschnitt der vorderen Deckscheibe ein äußerer Formring als Verschleißteil der laufradseitigen Spaltdichtungsausbildung aufgepreßt sein, wodurch gleichzeitig der Vorteil erreicht wird, daß am Außenumfang ein absolut runder Einlauf des Laufrades gegeben ist, falls beim Schweißvorgang ein geringfügiges Verziehen des Einlaufabschnittes eingetreten sein sollte.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Ausbildung des Übergangsabschnittes des Laufrades besteht darin, daß das Laserschweißverfahren beim Verbinden insbesondere der vorderen Deckscheibe mit den Schaufeln in einfacher Weise angewendet werden kann.

Die Erfindung ist nachstehend anhand eines in der anliegenden Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Perspektivansicht auf das Ausführungsbeispiel

Fig. 2 einen Axialschnitt nach der Linie II - II in Fig. 1,

Fig. 3 einen axialen Teilschnitt des Bereiches Y in Fig. 2 in geänderter
Ausführungsform und in vergrößertem Maßstab,

Fig. 4 eine der Fig. 3 vergleichbare Darstellung einer weiteren Ausführungsform.

Nach den Figuren 1 und 2 besteht der allgemein bekannte Aufbau eines Kreiselpumpenlaufrades 1 radialer oder halbaxialer Bauart aus formgepreßten Walzblechteilen, nämlich aus einer vorderen Deckscheibe 2, einer hinteren Deckscheibe 3 und aus einer Mehrzahl von Schaufeln 4, wobei diese Teile durch Laserschweißen miteinander verbunden sind. Die Schweißnähte sind schematisch durch die Linien 5 auf der vorderen Deckscheibe angedeutet, wobei es sich im dargestellten Fall um gekrümmte Linien handelt, weil es sich im hier gezeigten Fall beispielsweise um gekrümmte Schaufeln 4 handelt. Die vordere Deckscheibe 2 ist im Saugmundbereich des Laufrades 1 mit einem zylindrischen Einlaufabschnitt 6 versehen, der in Zusammenwirkung mit einem Pumpengehäuse einen Teil einer Spaltdichtungsausbildung des Laufrades bildet.

Die hintere Deckscheibe 3 ist mit einem zentralen Loch 7 versehen, in welches eine Nabe des Laufrades eingesetzt und mit der Deckscheibe starr verbunden wird. Die Nabe, mit der das Pumpenlaufrad auf einer Pumpenwelle befestigt wird, ist der besseren Übersicht wegen in den Figuren 1 und 2 nicht gezeigt; sie ist auch für das Verständnis der Erfindung nicht notwendig.

Die vordere Deckscheibe 2 ist in ihrem umfangsmäßigen Übergangsbereich X vom Schaufelabschnitt 2a zu ihrem zylindrischen Einlaufabschnitt 6 mit einer versteifenden Verformung 8 ausgebildet. Diese versteifende Verformung 8 ist im wesentlichen quer zur Laufradachse 9 des Laufrades 1 verlaufend ausgebildet und kann, wie es in den Figuren 2, 3 und 4 gezeigt ist, die Form einer Kröpfung aufweisen. Die Verformung kann aber auch die Form einer Sicke, eines Falzes, eines Bundes oder dergleichen aufweisen. Unter dem Begriff, daß die versteifende Verformung 8 quer zur Laufradachse 9 verläuft, wird verstanden, daß die Verformung sowohl exakt quer verläuft als auch einen davon mehr oder weniger abweichenden Verlauf haben kann, wobei es wesentlich ist, daß die Verformung eine

Versteifungswirkung hat. Durch die Versteifungswirkung der Verformung 8 wird vermieden, daß sich die Schweißspannungen nicht oder nur vernachlässigbar auf den Einlaufabschnitt 6 in der Hinsicht auswirken, daß sich dieser Abschnitt polygonal verformt, wenn die Schaufeln 4 mit dem Schaufelabschnitt 2a der vorderen Deckscheibe 2 z. B. durch Laserschweißen miteinander verbunden werden. Eine spangebende oder spanlose Nachbearbeitung des Einlaufabschittes 6 zur Erzielung seiner Rundheit kann daher entfallen.

Um die durch die querverlaufende Verformung 8 bewirkte Versteifung des Übergangsbereiches X im Bereich des Einlaufabschnittes 6 noch weiter zu erhöhen, ist die vordere Deckscheibe 2 durch wenigstens einmaliges Umbiegen des einströmseitigen Endbereiches 10 des zylindrischen Einlaufabschnittes 6 einlaufseitig zusätzlich versteift ausgebildet. Dies ist in den Figuren 3 und 4 in vergrößertem Maßstab sehr deutlich gezeigt, wobei der Endbereich 10 innenliegend umgebogen ist. Es ist aber auch möglich, den einströmseitigen Endbereich 10 nach außen umzubiegen. Es ist verständlich, daß der Einlaufabschnitt 6 hierdurch weiter versteift wird, so daß sich Schweißspannungen aus dem Schaufelbereich 2a der vorderen Deckscheibe 2 nicht mehr deformierend auf den Einlaufabschnitt 6 auswirken können.

Bei nach innen umgebogenem Endbereich des Einlaufabschnittes 6 ist die versteifende Querverformung 8, die in den Figuren 3 und 4 beispielsweise als Kröpfung ausgeführt ist, radial auswärts so ausgebildet und bemessen, daß die Innenfläche 10a des umgebogenen Endbereiches 10 mit der Innenfläche 2b des Schaufelabschnittes 2a der vorderen Deckscheibe 2 so fluchtet, daß sich ein strömungsoptimaler Weg für die durch das Laufrad 2 strömende Flüssigkeit ergibt, wie es in Figur 3 gestrichelt mit 11 angegeben ist.

Figur 4 zeigt eine Weiterbildung der Ausführungsform nach Figur 3. Die Weiterbildung besteht darin, daß der Einlaufabschnitt 6 der vorderen Deckscheibe 2 mit einem äußeren Formring 12 als Verschleißteil der laufradseitigen, im Saugmund-

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bereich des Laufrades 1 befindlichen und allgemein bekannten Spaltdichtungsausbildung versehen ist. Dieser Formring 12 ist axial auf den Einlaufabschnitt 6 aufgepreßt und ist einlaufseitig bei 13 gerundet ausgebildet, so daß bei der Montage der Pumpe relativ weiche Axialdichtungselemente, die gegebenenfalls verwendet werden, nicht beschädigt werden. Bei verschliessenem Formring 12 kann das Laufrad weiterverwendet werden, indem ein neuer Formring montiert wird.

Auch das Umbiegen des Einlaufabschnittes 6 und/oder die Verwendung des Formringes 12 unterstützt in Verbindung mit der Versteifungsverformung 8 im Übergangsbereich X den Vorteil, daß die Materialwandstärke für die vordere Deckscheibe des Laufrades noch geringer gewählt werden kann als bisher und damit Kosten eingespart werden.

Claims

Ansprüche

1. Kreiselpumpenlaufrad von radialer oder halbaxialer Bauart aus formgepreßten Walzblechteilen, bei dem Schaufeln mit einer vorderen Deckscheibe mit zylindrischem Einlaufabschnitt und mit einer hinteren Deckscheibe mit Nabe durch Schweißen verbunden sind, wobei der Einlaufabschnitt einen Teil einer Spaltdichtungsausbildung für das Laufrad bildet, dadurch gekennzeichnet, daß die vordere Deckscheibe (2) wenigstens in ihrem Übergangsbereich (X) vom Schaufelabschnitt (2a) zu dem Einlaufabschnitt (6) durch eine Verformung (8) quer zur Laufradachse (9) versteift ausgebildet ist.

2. Kreiselpumpenlaufrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verformung (8) des Übergangsbereiches (X) der vorderen Deckscheibe (2) die Form einer Kröpfung, Sicke, Falzes, Bundes oder dergleichen aufweist.

3. Kreiselpumpenlaufrad nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die vordere Deckscheibe (2) durch wenigstens einmaliges Umbiegen des einströmseitigen Endbereiches (10) des zylindrischen Einlaufabschnittes (6) nach innen oder außen zusätzlich versteift ausgebildet ist.

4. Kreiselpumpenlaufrad nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verformung (8) des Übergangsbereiches (X) der vorderen Deckscheibe (2) bei nach innen umgebogenem Endbereich (10) des Einlaufabschnittes (6) derart radial auswärts bemessen ist, daß die Innenfläche (2b) des Schaufelabschnittes (2a) mit der Innenfläche (2b) des umgebogenen Endbereiches (10) stömungsoptimal fluchtet.

5. Kreiselpumpenlaufrad nach einem der Ansprüche I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf den zylindrischen Einlaufabschnitt (6) der vorderen Deckscheibe

(2) ein äußerer Formring (12) als Verschleißteil der laufradseitigen Spaltdichtungsausbildung aufgepreßt ist.

6. Kreiselpumpenlaufrad nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Deckscheiben (2, 3) durch Laserschweißen mit den Schaufeln (4) verbunden sind.