[0001] Die Erfindung betrifft eine strömungsführende Einrichtung einer Strömungsmaschine,
wobei die Einrichtung ein Schaufeln aufweisendes, als Profilteil ausgeführtes zentrales
Teil umfasst.
[0002] Eine solche strömungsführende Einrichtung ist aus der
DE 10 2007 027 370 A1 als ein aus einem einzigen Blechschnitt gebogenes Blechlaufrad bekannt. Zur Befestigung
auf einer Welle wird ein zwischen den Schaufeln befindlicher Materialbereich zu deren
Rückseite hin umgebogen. Nachteilig bei dieser Ausführung ist jedoch, dass die Befestigung
der Schaufeln an der Welle sehr instabil ist.
[0003] Die
GB 1 140 334 A beschreibt ein Laufrad, bei dem die Laufradschaufeln durch Umformen einer Blechscheibe
gebildet werden. Zwischen den Schaufelflächen der Blechscheibe sind Verbindungsmittel
ausgeformt, an denen wiederum zur Bildung abgedeckter Schaufelkanäle zwei Deckscheiben
befestigt sind. Ein solches Laufrad erfordert einen hohen Materialeinsatz.
[0004] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine strömungsführende Einrichtung zur
Energieübertragung, umfassend ein Schaufeln aufweisendes zentrales Teil einer Strömungsmaschine,
weiterzuentwickeln, wobei die Montage stark vereinfacht und der Materialeinsatz reduziert
sein soll. Des Weiteren liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung
eines erfindungsgemäßen zentralen Teils zu entwickeln.
[0005] Die Lösung dieses Problems sieht bei der strömungsführenden Einrichtung vor, dass
das Profilteil als ein Abschnitt eines Strangprofils ausgebildet ist. In Abhängigkeit
von einer Betriebs-Anforderung wird von einem Strangprofil ein entsprechend langer
Abschnitt abgetrennt, der das funktionswesentliche zentrale Teil zur Herstellung der
genannten strömungsführenden Einrichtung darstellt. Aus einem beliebig langen Strangprofil
lassen sich zahlreiche Abschnitte herstellen, die beispielsweise zu Laufrädern gleicher
oder unterschiedlicher Breite verarbeitet werden.
[0006] Bei dem Profil wird zwischen einem Tragbereich und mindestens einem Schaufelbereich
unterschieden, wobei die Schaufelbereiche radial abstehend am Tragbereich angeordnet
sind. Die Schaufelbereiche bilden je nach vorgegebenem Profil die späteren Schaufeln
eines abgeschnittenen Profilteils in einer hydraulisch vorteilhaften Form aus. Der
Verbindungsbereich zwischen dem Tragbereich und dem Schaufelbereich wird als Fußpunkt
bezeichnet.
[0007] Die Anordnung der Schaufeln ist besonders vorteilhaft, wenn zwischen einem durch
den Fußpunkt der Schaufel laufenden Radialstrahl des Tragbereiches und einer Tangente
der Mittellinie des Schaufelbereiches im Fußpunkt ein positiver oder negativer Winkel
β zwischen 0° und 75° ausgebildet ist, insbesondere zwischen 0° und 45°. Winkelvorgaben
in diesem Bereich führen zu vorteilhaften hydraulischen Eigenschaften bei einer Strömungsmaschine.
[0008] Eine Verbesserung der hydraulischen Eigenschaften der Strömungsmaschine lässt sich
erzielen, wenn der Schaufelbereich ganz oder teilweise einen bogenförmigen Verlauf
aufweist. Dadurch wird die Energieübertragung in der Strömungsmaschine verbessert.
[0009] In einer weiteren Ausgestaltung ist das Strangprofil durch Strangpressen, Umformen
oder spanende Bearbeitung hergestellt. Das Strangprofil kann als Strangpressteil plastisch
geformt oder aus einem länglichen Halbzeug spanend oder durch Umformung herausgearbeitet
werden. Beim Strangpressen ergibt sich beispielsweise der Vorteil, dass die Positionen
der Schaufeln durch eine formgebende Matrize dauerhaft und sehr präzise festgelegt
sind. Insbesondere bei mehreren Schaufeln kann deren Form und Anordnung durch das
Strangpressen genau festgelegt werden. Von Vorteil ist dabei, dass sich das Halbzeug
zur Herstellung der strömungsführenden Einrichtung, nämlich das Strangprofil, in Abhängigkeit
vom Material und der Geometrie des Profils auf die jeweils vorteilhafteste Weise herstellen
lässt.
[0010] Zur Verbesserung der hydraulischen Eigenschaften ist es vorteilhaft, wenn am Profilteil
die Schaufeln in einem gewissen Winkel zur Fließrichtung des Mediums stehen. Damit
die Schaufelbereiche eines Profilteils bereits den notwendigen Anstellwinkel in axialer
Richtung aufweisen, wird in einer weiteren Ausführungsform das Strangprofil bei der
Herstellung gewendelt ausgeführt. Bei Verwendung eines gewendelten Strangprofils ist
eine Nachbearbeitung des abgeschnittenen Profilteils nicht mehr oder nur noch in geringem
Umfang notwendig.
[0011] Die Wahl des Torsionswinkels α, mit dem das Strangprofil gewendelt wird, ist stark
abhängig von der späteren Anwendung. Im einfachsten Fall wird man einen festen Torsionswinkel
α für das gesamte Strangprofil mit beliebiger Länge vorsehen. Die einzelnen Abschnitte
weisen dann eine einheitliche Schaufelstellung auf, unabhängig von der Länge des Abschnitts.
[0012] Eine weitere Verbesserung der hydraulischen Eigenschaften lässt sich erzielen, indem
man bei der Herstellung des Strangprofils bereits die Wendelung mit variablem Torsionswinkel
α ausführt. Für die Länge der einzelnen Abschnitte wird dem Strangprofil ein festes
Muster wiederkehrend aufgeprägt. Werden die vordefinierten Abschnitte vom Strangprofil
abgetrennt, so erhält man geometrisch ähnliche Schaufeln mit der vorteilhaften Geometrie.
[0013] Der Torsionswinkel sollte bei den Strangprofilen im Bereich zwischen 0° und 75° liegen,
insbesondere zwischen 25° und 45°, so lassen sich die Anstellwinkel der Schaufeln
optimal auf die hydraulischen Anforderungen anpassen.
[0014] Zur weiteren Verbesserung der hydraulischen Eigenschaften ist den einzelnen Schaufeln
bei der Herstellung des Strang profils, beispielsweise durch Wahl einer entsprechenden
Strangpressmatrize, eine gewundene Form gegeben. Ebenso kann diese den einzelnen Bauteilen
durch Umformung gegeben werden. Das Umformverfahren wird auf den verwendeten Werkstoff
angepasst. Für das Strangprofil sind außerdem Schaufelformen realisierbar, bei denen
die Schaufeln am Fußpunkt breiter oder schmaler werden.
[0015] In einer weiteren Ausführungsform weist der Tragbereich Verbindungsbereiche zu anderen
Bauteilen der Strömungsmaschine auf. Von Vorteil ist dabei, dass eine Drehmomentübertragung
mittels gängiger Verbindungstechniken erfolgen kann.
[0016] In einer weiteren Ausführungsform ist der Verbindungsbereich des Tragbereichs als
Nabe ausgebildet. Die Nabe kann in vorteilhafter Weise inklusive der Einbringung einer
Verdrehsicherung jedweder Art, wie Passfeder-Nuten oder Verzahnungen, bereits durch
die Strangpressmatrize abgebildet werden. Eine nachträgliche Bearbeitung des Abschnitts,
beispielsweise das Bohren der Nabe, entfällt. Das erfindungsgemäße Bauteil kann direkt
ohne weitere Nachbearbeitung auf eine Welle gefügt werden, wodurch eine einfache und
kostengünstige Herstellung und Montage ermöglicht ist.
[0017] Alternativ hierzu lässt sich bei dem Tragbereich des Profilteils als Verbindungsbereich
eine Welle oder ein Wellenzapfen ausbilden. Hierzu wird beim Strangpressen ein Profil
hergestellt, dessen Haltebereich als zylindrischer Kern ausgebildet ist. Die gewählte
Länge eines Abschnitts umfasst den Bereich mit den Schaufeln und den angrenzenden
Bereich der Welle. Mit einem Bearbeitungsschritt werden in dem Bereich der Welle die
Schaufelbereiche entfernt, beispielsweise durch abdrehen, schneiden, umbiegen oder
ähnliches. Von Vorteil ist hierbei, dass das derart entstandene Bauteil aus Welle
und Schaufeln einstückig ausgebildet ist, wodurch seine Stabilität erhöht wird.
[0018] Ebenso ist es vorteilhaft, die Länge der Welle so zu wählen, dass zwischen dem Antrieb
und dem Laufrad eine Abdichtvorrichtung, insbesondere eine Gleitringdichtung, anordenbar
ist. Von Vorteil ist hierbei, dass auf dem einstückigen Bauteil bereits der notwendige
Bauraum für die Abdichtung vorgesehen wird.
[0019] In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist das Strangprofil aus Kunststoffen,
oder hochgradig, mit verschiedenen Werkstoffen, gefüllten Kunststoffen hergestellt.
Von Vorteil ist hierbei, dass diese standardmäßig in Extrudern verarbeitet werden
und hohe Oberflächenqualitäten und Maßhaltigkeiten zu erreichen sind. Das Strangprofil
ist auch aus metallischen Knetlegierungen herstellbar. Diese sind ebenfalls für eine
Bearbeitung im Extruder geeignet und ermöglichen verschiedene Formen der Nachbearbeitung.
[0020] Zudem können die hochgradig gefüllten Kunststoffe auch durch Behandlungen, wie einen
Ausgasungs- oder Sinterprozess, in einen keramischen, glasartigen oder metallischen
Werkstoff oder Werkstoffverbund umgewandelt werden. Eine weitere Behandlung, wie die
Infiltration des umgewandelten Werkstoffes zur Verbesserung der Werkstoffeigenschaften,
kann ebenfalls zweckmäßig sein.
[0021] In einer weiteren Ausführungsform ist an dem Profilteil mindestens ein strömungsführendes
Begrenzungselement angeordnet. Von Vorteil ist dabei, dass die Strömungsführung durch
ein derartiges Begrenzungselement verbessert ist.
[0022] In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist das Begrenzungselement ganz oder
teilweise als ring- oder scheibenförmiges Bauteil ausgebildet. Diese als Trag- oder
Deckscheibe ausgeführten Begrenzungselemente erhöhen den Wirkungsgrad bei einem Kreiselpumpen-
oder Turbinenlaufrad.
[0023] Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Behandlungen zur Werkstoffeinstellung verbunden
werden mit der Verbindung mit dem oder den Begrenzungselementen wie Deck und / oder
Tragscheibe, beispielsweise durch Löt- oder Sinterprozesse.
[0024] Die Erfindung beschreibt weiterhin ein Verfahren zur Herstellung einer strömungsführenden
Einrichtung mit den dargestellten Eigenschaften. Bei dem Verfahren wird in einem ersten
Schritt ein stangenförmiges Strangprofil mit einem Tragbereich und mindestens einem
radial abstehenden Schaufelbereich versehen. Von diesem Strangprofil wird senkrecht
zur Längsachse ein Abschnitt als ein Profilteil in der Form des Strangprofils abgetrennt
und am Tragbereich wird eine Befestigungsvorrichtung ausgebildet. Von Vorteil ist
hierbei, dass durch wenige Bearbeitungsschritte aus einem einfach herstellbaren Halbzeug
eine strömungsführende Einrichtung, beispielsweise ein Laufrad für eine Kreiselpumpe
herstellbar ist.
[0025] In einer Variante des Verfahrens wird einem nächsten Schritt das Profilteil durch
Nachbearbeitung in eine hydraulisch vorteilhafte Form gebracht. Die kann durch spanende
oder umformende Nachbearbeitung, des mindestens einen Schaufelbereichs und / oder
der Verbundstelle der Schaufelbereichs mit dem Haltebereich erfolgen. Dieser Schritt
kann bei besonders günstiger Wahl der Parameter bereits beim Abtrennen des Profils
vorgenommen werden.
[0026] In einer weiteren Variante des Verfahrens wird das Strangprofil mit einem festen
und / oder variablen Torsionswinkel α gewendelt. Dies hat den Vorteil, dass spezielle
Geometrien ermöglicht werden, die die hydraulischen Eigenschaften der strömungsführenden
Einrichtung deutlich verbessern.
[0027] In einem weiteren Schritt kann das Strangpressteil mit einer Tragscheibe und / oder
einer Deckscheibe verbunden werden, wodurch sowohl offene als auch geschlossene Laufräder
herstellbar sind. Abschließend kann am Haltebereich des Profilteils eine Befestigungsmöglichkeit
ausgeführt werden.
[0028] Dieses Verfahren hat den Vorteil, dass die Herstellung einer strömungsführenden Einrichtung,
insbesondere eines Laufrades für eine Kreiselpumpe, stark vereinfacht wird. Ebenso
lassen sich Laufräder beliebiger Breite ohne wesentlichen Konstruktionsaufwand herstellen.
[0029] Für strömungsführende Einrichtungen, die aus keramischen oder hartmetallischen Werkstoffen
hergestellt werden, sieht eine vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens vor, dass das Strangprofil als Grünkörper ausgeführt wird, dass von dem
Strangprofil ein Abschnitt entnommen wird, dass dieser Abschnitt bedarfsweise mit
Trag- und / oder Deckscheibe, die ebenfalls als Grünkörper ausgeführt sind, versehen
wird und dass abschließend der zusammengesetzte Grünkörper gesintert wird. Von Vorteil
ist dabei, dass die strömungsführende Einrichtung einstückig gesintert ausführbar
ist.
[0030] Die erfindungsgemäße strömungsführende Einrichtung eignet sich besonders für den
Einsatz in einer Kreiselpumpe, wobei die Kreiselpumpe mindestens einstufig und mindestens
einströmig ausgeführt ist. Von Vorteil ist dabei, dass das Kreiselpumpenlaufrad einfach
und kostengünstig herstellbar ist.
[0031] Weitere Ausführungsformen ergeben sich aus der Kombination der bisher dargestellten
und sind deshalb hier nicht weiter ausgeführt.
[0032] Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden
im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen die
- Figur 1a-b
- ein offenes Laufrad mit einer Deckscheibe, die
- Figur 2a
- ein Strangprofil, die
- Figur 2b
- einen Abschnitt von dem Strangprofil von Figur 2a, die
- Figur 3a
- ein Strangprofil mit Torsionswinkel α=0°, die
- Figur 3b
- ein Strangprofil mit Torsionswinkel α≠0°, die
- Figur 4
- ein Strangprofil mit äußerem Tragbereich, die
- Figur 5
- verschiedene Ausführungsformen des Torsionswinkels, die
- Figur 6a-d
- verschiedene Ausführungen der erfindungsgemäßen Einrichtung und die
- Figur 7
- eine Kreiselpumpe mit der erfindungsgemäßen Einrichtung.
[0033] Die Figur 1 zeigt ein Laufrad 1, wie es bei einer Kreiselpumpe zum Einsatz kommt,
in der offenen Bauart. Dabei ist ein erfindungsgemäßes zentrales Teil 2 mit einer
Tragscheibe 3 ausgestattet. Dargestellt sind in Figur 1 a die Aufsicht und in Figur
1b eine isometrische Ansicht des Laufrades 1 mit hier acht Schaufeln. Die Schaufeln
sind aus Schaufelbereichen 4 ausgebildet, deren Form auf die hydraulische Beanspruchung
abgestimmt ist. Im dargestellten Beispiel haben die Schaufeln einen bogenförmigen
Verlauf 5. Über einen Tragbereich 6 sind die Schaufelbereiche 4 einstückig miteinander
verbunden. Eine Nabe 7 umfasst ein zentrales Loch 8 zur Aufnahme einer Welle, insbesondere
einer Antriebswelle. Sowohl die Schaufelbereiche 4 als auch die Nabe 7 sind mit der
Tragscheibe 3 fest verbunden. Die Verbindung kann je nach Werkstoff über Fügen, Löten,
Kleben, Schweißen oder anders erfolgen.
[0034] Die Figur 2 a zeigt ein Strangprofil 9 wie es für die Herstellung des in Figur 1
dargestellten Laufrades 1 verwendet wurde. Das Strangprofil 9 weist die Form der Schaufelbereiche
4 auf, die einen bogenförmigen Verlauf 5 aufweisen. Ein Winkel β beschreibt die Lage
der vom Tragbereich 6 radial abstehenden Schaufelbereiche 4. Der Tragbereich 6 bildet
gleichzeitig die Nabe 7. Das Strangprofil 9 ist gerade gestaltet. Eine Torsion des
Strangprofils 9 wurde nicht vorgenommen, weshalb ein Torsionswinkel α in diesem Fall
0° beträgt. Eine Länge L definiert die Gesamtlänge des Profils.
[0035] Die Figur 2 b zeigt ein Profilteil 10 als Abschnitt von dem in Figur 2 a dargestellten
Strangprofil 9. Das Profilteil 10 hat eine Länge I, wobei I < L ist. Die Schaufelbereiche
4 sind deutlich als Schaufeln und der Tragbereich 6 ist als Nabe 7 zur Aufnahme einer
Welle ausgebildet. Dieses Profilteil 10 ist in dieser Form bereits als Laufrad 1 in
Sternform für eine Kreiselpumpe nutzbar.
[0036] Die Figur 3 a zeigt in Auf- und Seitenansicht, am Beispiel eines einfachen achtschaufeligen
Profils, die Gestaltung eines Strangprofils 9 ohne Zentralloch mit einem Torsionswinkel
α gleich 0°. Dargestellt sind die acht Schaufelbereiche 4 und der massiv ausgebildete
Tragbereich 6. Von der Länge L des gesamten Profils lässt sich ein Profilteil 10 mit
der Länge I abtrennen.
[0037] Dagegen zeigt Figur 3 b ein Strangprofil mit ebenfalls acht Schaufelbereichen 4,
wobei hier im Tragbereich 6 eine Nabe 7 ausgebildet ist. Die Darstellung der Seitenansicht
zeigt, dass dieses Strangprofil gewendelt, also als ein Wendelprofil 11, ausgeführt
ist, wobei der Torsionswinkel α größer 0° ist. Von diesem Wendelprofil 11 können Profilteile
10 mit der Länge I abgetrennt werden, deren Schaufelbereiche 4 eine hydraulisch vorteilhafte
Form aufweisen.
[0038] In Figur 4 ist eine alternative Form des Strangprofils 9 mit einem äußerem Tragbereich
6 und davon ausgehenden inneren Schaufelbereichen 4 dargestellt. Der Verbindungsbereich
zwischen dem Tragbereich und dem Schaufelbereich wird als Fußpunkt bezeichnet. Die
Anordnung der Schaufeln ist besonders vorteilhaft, wenn zwischen einem durch den Fußpunkt
der Schaufel laufenden Radialstrahl des Tragbereiches und einer Tangente der Mittellinie
des Schaufelbereiches im Fußpunkt ein positiver oder negativer Winkel β zwischen 0°
und 75° ausgebildet ist. Die Wahl des Winkels β hängt von den hydraulischen Anforderungen
ab.
[0039] In Figur 5 sind verschiedene Gestaltungen des Torsionswinkels α in Abhängigkeit von
der Länge L des Strangprofils dargestellt. Der Torsionswinkel α kann nach der strichpunktierten
Kurve 14 gleich bleibend 0° oder gemäß der gestrichelten Kurve 15 einen konstanten
Wert ungleich 0° annehmen. Ebenfalls möglich ist eine beliebige längenabhängige Funktion
des Torsionswinkels α, wie in der durchgezogenen Kurve 17 dargestellt. Ausgehend vom
Nullpunkt bis zu einer Trennlinie 16 des Strangprofils 9 ist mit einer Länge I ein
Profilteil 10 mit einem sich periodisch wiederholenden Torsionswinkel α=variabel abtrennbar.
Hiermit ist für jedes folgende Profilteil 10 die gleiche Torsionsfolge möglich, wobei
die Länge L des Strangprofils 9 einem ganzzahligen Vielfachen Periode der Länge I
eines Abschnitts, also eines Profilteils 10, entspricht. Mit einer nachfolgenden Bearbeitung
können damit besonders strömungsgünstige Schaufelformen für ein solcherart erstelltes
Laufrad 1 erzeugt werden.
[0040] Der Torsionswinkel α kann so gewählt werden, dass für eine spätere Verwendung rechts-
oder linksdrehende Laufräder möglich sind.
[0041] Die Figur 6 zeigt die verschiedenen Bauformen von Laufrädern 1, die sich aus einem
Profilteil 10, das der Abschnitt eines oben beschriebenen Strangprofils 9 oder Wendelprofils
11 ist, herstellen lassen.
[0042] Die Figur 6 a zeigt einen Abschnitt des Strangprofils 9, der bereits nachbearbeitet
ist. Die Form der Schaufelbereiche 4 wurde an die hydraulischen Anforderungen sowie
an ein das Laufrad aufnehmendes Gehäuse angepasst. Der Tragbereich 6 ist mit einer
Nabe 7 und einem Loch 8 für die Aufnahme einer Welle ausgeführt. Ein sternförmiges
Laufrad 1 ohne Trag- und Deckscheibe kann so auf einfachste Weise gefertigt werden.
[0043] Die Figur 6 b zeigt das Laufrad 1 der Figur 6 a, bei dem eine druckseitige Tragscheibe
3 angefügt wurde. Die geometrische Form der Tragscheibe 3 hängt von der Anwendung
des Laufrades 1 ab und orientiert sich zusätzlich an den räumlichen Vorgaben im Pumpengehäuse.
Eine solche Laufradform ist auch als offenes Laufrad bekannt.
[0044] Die Figur 6 c zeigt ein sogenanntes geschlossenes Laufrad 1, bei dem zusätzlich zum
Aufbau der Figur 6 b noch eine saugseitige Deckscheibe 18 angebracht wurde. Die geometrische
Form dieser Deckscheibe 18 hängt von dem bearbeiteten Abschnitt des Strangprofils
9, dem Profilteil 10 und der Anwendung des Laufrades 1 ab und orientiert sich ebenfalls
an den räumlichen Vorgaben im Pumpengehäuse.
[0045] Die Figur 6 d zeigt eine weitere Variante des Laufrades 1, bei dem eine Welle 19
zur Befestigung vorgesehen ist. Die Welle 19 ist hierbei so lang ausgeführt, dass
es möglich ist, eine Dichtung, vorzugsweise eine Gleitringdichtung, anzubringen. Bei
dieser Variante erfolgt im fluidberührten Raum keine Drehmomentübergabe.
[0046] Die Figur 7 zeigt eine Kreiselpumpe 20 mit einem mehrere Schaufeln aufweisenden Laufrad
1, einer Tragscheibe 3 und einer Deckscheibe 18. Entsprechend der Ausführung nach
Figur 6 d ist eine Welle 19 mit einer Dichtung 21 ausgebildet, die hier als Gleitringdichtung
ausgeführt ist und ein Pumpengehäuses 22 der Kreiselpumpe 20 abdichtet. Auf die Welle
19 wird von außerhalb eines Fluidraumes 23 ein Drehmoment 24 übertragen werden.
[0047] Details, wie sie für den Betrieb einer erfindungsgemäßen Einrichtung beispielsweise
in einer Kreiselpumpe 20 notwendig sind, lassen sich einfach einarbeiten. So besteht
die Möglichkeit, übliche Einrichtungen von Kreiselpumpen, wie hier exemplarisch als
Spaltbereich 25 dargestellt, in vorteilhafter Weise an dem Laufrad 1 vorzusehen.
Bezugszeichenliste
[0048]
- α
- Torsionswinkel
- β
- Winkel
- L
- Länge des Profils
- I
- Länge des Abschnitts
- 1
- Laufrad
- 2
- zentrales Teil
- 3
- Tragscheibe
- 4
- Schaufelbereich
- 5
- 5bogenförmiger Verlauf
- 6
- Tragbereich
- 7
- Nabe
- 8
- Loch
- 9
- Strangprofil
- 10
- Profilteil
- 11
- Wendelprofil
- 12
- Tangente
- 13
- Mittellinie
- 14
- Kurve α gleich 0°
- 15
- Kurve α konstant ungleich 0°
- 16
- Trennebene
- 17
- freie Kurve α(L)
- 18
- Deckscheibe
- 19
- Welle
- 20
- Kreiselpumpe
- 21
- Dichtung
- 22
- Pumpengehäuse
- 23
- Fluidraum
- 24
- Drehmoment
- 25
- Spaltbereich
1. Strömungsführende Einrichtung einer Strömungsmaschine, wobei die Einrichtung ein Schaufeln
aufweisendes, als Profilteil (10) ausgeführtes, zentrales Teil (2) umfasst,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Profilteil (10) ein Abschnitt eines Strangprofils (9) ist.
2. Strömungsführende Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Strangprofil (9) einen Tragbereich (6) und mindestens einen Schaufelbereich (4)
aufweist, der in radial abstehender Anordnung mit dem Tragbereich (6) verbunden ist.
3. Strömungsführende Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Tragbereich (6) und Schaufelbereich (4) ein Winkel (β) zwischen 0° und 75°
ausgebildet ist, insbesondere zwischen 0° und 45°.
4. Strömungsführende Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaufelbereich (4) ganz oder teilweise einen bogenförmigen Verlauf (5) aufweist.
5. Strömungsführende Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Strangprofil (9) durch Strangpressen, Umformen oder spanende Bearbeitung hergestellt
ist.
6. Strömungsführende Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Strangprofil (9) ein Wendelprofil (11) ist.
7. Strömungsführende Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Wendelprofil (11) einen festen und / oder variablen Torsionswinkel (α) aufweist.
8. Strömungsführende Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Torsionswinkel (α) im Bereich zwischen 0° und 75°, insbesondere zwischen 25°
und 45°, liegt.
9. Strömungsführende Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragbereich (6) Verbindungsbereiche zu anderen Bauteilen der Strömungsmaschine
aufweist.
10. Strömungsführende Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragbereich (6) als Nabe (7) ausgebildet ist.
11. Strömungsführende Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragbereich (6) als Welle (19) oder Wellenzapfen ausgebildet ist.
12. Strömungsführende Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass am Tragbereich (6) eine Dichtung (21), insbesondere eine Gleitringdichtung, angeordnet
ist.
13. Strömungsführende Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Strangprofil (9) aus Kunststoff, hochgefülltem Kunststoff, Kunststoff-Metall-Gemisch
oder Metall hergestellt ist.
14. Strömungsführende Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die hochgradig gefüllten Kunststoffe durch einen Ausgasungs- oder Sinterprozess in
einen keramischen, glasartigen oder metallischen Werkstoff oder Werkstoffverbund umgewandelt
sind.
15. Strömungsführende Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Profilteil (10) mindestens ein strömungsführendes Begrenzungselement, insbesondere
Trag- (3) und / oder Deckscheibe (18), angeordnet ist.
16. Strömungsführende Einrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Begrenzungselement ganz oder teilweise als ring- oder scheibenförmiges Bauteil
ausgebildet ist.
17. Verfahren zur Herstellung einer strömungsführenden Einrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass ein stangenförmiges Strangprofil (9) mit einem Tragbereich (6) und mindestens einem
radial abstehenden Schaufelbereich (4) versehen wird, dass senkrecht zur Längsachse
des Strangprofils (9) ein Abschnitt als ein Profilteil (10) in der Form des Strangprofils
(9) abgetrennt wird und dass am Tragbereich (6) eine Befestigungsvorrichtung ausgebildet
wird.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Profilteil (10) durch Nachbearbeitung des strömungsführenden Schaufelbereichs
(4) eine hydraulisch vorteilhafte Form ausgebildet wird.
19. Verfahren zur Herstellung einer strömungsführenden Einrichtung nach Anspruch 17 oder
18, dadurch gekennzeichnet, dass das Strangprofil (9) bei der Herstellung mit einem festen und / oder variablen Torsionswinkel
(α) gewendelt wird,
20. Verfahren zur Herstellung einer strömungsführenden Einrichtung nach einem der Ansprüche
17 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Profilteil (10) mit einer Tragscheibe (3) und / oder einer Deckscheibe (18) versehen
wird.
21. Verfahren zur Herstellung einer strömungsführenden Einrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Strangprofil (9) als Grünkörper ausgeführt wird, dass von dem Strangprofil (9)
ein Profilteil (10) entnommen wird, dass dieses Profilteil (10) bedarfsweise mit Trag-
(3) und / oder Deckscheibe (18), die ebenfalls als Grünkörper ausgeführt sind, versehen
wird und dass abschließend der zusammengesetzte Grünkörper gesintert wird
22. Kreiselpumpe (20), wobei die Kreiselpumpe (20) mindestens einstufig und mindestens
einströmig ausgeführt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kreiselpumpe (20) mit einer strömungsführenden Einrichtung, insbesondere einem
Kreiselpumpenlaufrad (1), nach einem der Ansprüche 1 bis 15 ausgestattet ist.