DE3407969C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines verschleißfesten gestreckten maßhaltigen Verschleißkörpers gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Derartige Verschleißkörper sind z.B. die Förderschnecken für Exzenterpumpen. Diese weisen einen maßhaltigen Antriebs­ kopf auf, welcher im Pumpengehäuse gelagert und vom Pumpen­ motor her angetrieben wird. Der eigentliche Schneckenkörper läuft in einem aus elastischem Material hergestellten Pumpen­ gehäuse oder Stator und fördert dort ein hoch abrasives Gut. Um eine ausreichende Standzeit der Förderschnecke unter sol­ chen Betriebsbedingungen zu gewährleisten, besteht diese aus einem gehärteten, verschleißfesten Gußmaterial.

Zur Erzielung einer für das Fördern abrasiven Materiales gün­ stigen Oberflächenstruktur werden die Förderschnecken vor dem Härten gewirbelt, wobei sie beidendig eingespannt in einer Arbeitsmaschine um ihre Achse gedreht werden. Das Einspannen am einen Ende ist ohne Schwierigkeiten unter Verwendung des dort sowieso vorgesehenen maßhaltig gegossenen Kopfabschnittes möglich. Zum Einspannen am anderen Ende muß bisher die ent­ sprechende Stirnseite plangedreht werden und mit einer Zen­ trierbohrung versehen werden, in welche dann ein Gegenlauf­ dorn eingeführt werden kann. Diese mechanische Bearbeitung des freien Endes der Förderschnecke ist aber nur möglich, wenn der Förderschnecken-Rohling zunächst weichgeglüht wurde. Dieser Herstellungsschritt ist aber zeitraubend und teuer.

Durch die vorliegende Erfindung soll ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 so weitergebildet werden, daß der Rohling an seinem vom Kopfabschnitt abgelegenen Ende ebenfalls ohne mechanisches Nacharbeiten auf der Arbeits­ maschine auf deren Achse zentriert aufgespannt werden kann, so daß ein Weichglühen des Gußmateriales, aus dem er besteht, entfallen kann.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann der mit der Gegen­ paßfläche versehene Halter nach Abbrechen des Angusses direkt an der Paßfläche des Rohlings angreifen, ohne daß eine spannend Bearbeitung des vom Kopfabschnitt abgelegenen Endabschnittes des Rohlings notwendig wäre. Durch die Anpassung der Achs­ versetzung von Paßfläche und Gegenpaßfläche wird automatisch gewährleistet, daß die Achse des auf der Arbeitsmaschine ein­ gespannten Rohlinges mit der Maschinenachse fluchtet.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren entfällt nicht nur der Arbeitsschritt des Weichglühens, auch das Ablängen und Plan­ drehen der Stirnseite sowie das Anbringen der Zentrierbohrung wird eingespart. Bei dem bekannten Verfahren entsteht auch durch das Plandrehen der freien Stirnfläche des Verschleiß­ körpers am Rand eine scharfe Kante, an welcher sich der Mon­ teur beim Einsetzen des Verschleißkörpers in die zugeordnete Maschine, z.B. den Stator der Exzenterpumpe, verletzen kann und auch der elastische Stator beschädigt werden kann.

Bei dem bekannten Verfahren muß diese scharfe Kante durch Anschleifen einer Fase gebrochen werden.

Während es beim Anbringen einer gesonderten Zentrierbohrung durch Unachtsamkeit immer wieder zu Fehlern kommen kann, ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zwangsläufig schon beim Gießen gewährleistet, daß die zum Zentrieren verwendete Paß­ fläche exakt auf die Achse des Rohlinges ausgerichtet ist.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteran­ sprüchen angegeben.

Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 2 wird er­ reicht, daß die Paßfläche möglichst groß ist, so daß eine be­ sonders genaue Positionierung des Halters bezüglich des Roh­ linges erreicht wird. Der Anguß, der sich ebenso wie die Paß­ fläche beim freien Endabschnitt des Verschleißkörpers befin­ den muß, befindet sich radial innerhalb der Paßfläche, und zur Aufnahme des von ihm nach Abbrechen zurückbleibenden An­ gußstummels ist der Halter mit einer diesen unter Spiel auf­ nehmenden Ausnehmung versehen.

Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 3 wird er­ reicht, daß Halter und Rohling nur in einer bestimmten Winkel­ lage formschlüssig zusammengesetzt werden können, was eben­ falls im Hinblick auf eine präzise Achszentrierung von Vorteil ist.

Mit dem Verfahren gemäß Anspruch 4 kann der vom Kopfabschnitt abliegende Endabschnitt zugleich mit einem balligen Rand ver­ sehen werden, was bei Förderschnecken im Hinblick auf das Ein­ führen derselben in den aus elastischem Material gefertigten Stator einer Exzenterpumpe von Vorteil ist.

Nachstehend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispie­ len unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung erläutert. In dieser zeigen:

Fig. 1 eine seitliche Ansicht einer verschleißfesten För­ derschnecke für eine Exzenterpumpe sowie eines zu­ geordneten Halters zum Zentrieren der Förderschnecken­ achse auf die Achse einer Bearbeitungsmaschine, teil­ weise axial geschnitten;

Fig. 2 einen axialen Teilschnittdurch den vom Kopfabschnitt der Förderschnecke abgelegenen Endabschnitt eines Förderschneckenrohlinges mit Anguß;

Fig. 4 eine Aufsicht auf die Förderschnecke nach Fig. 1;

Fig. 5 eine seitliche Ansicht eines abgewandelten Förder­ schneckenrohlings;

Fig. 6 einen axialen Teilschnitt durch einen weiter abge­ wandelten Förderschneckenrohling;

Fig. 7 eine Aufsicht auf die Stirnseite eines Förderschnecken­ rohlinges nach Fig. 6 nach Abbrechen des Angusses; und

Fig. 8 eine Aufsicht auf die Stirnseite eines weiter abge­ wandelten Förderschneckenrohlinges.

In Fig. 1 ist eine Förderschnecke zur Verwendung in einer Exzenterpumpe insgesamt mit 10 bezeichnet. Die Förderschnecke 10 hat einen wendelförmigen Schneckenabschnitt 12, welcher zur Bildung einer Exzenterpumpe in einen aus elastischem Mate­ rial gefertigten Stator (Pumpengehäuse) eingebaut wird und dazu dient, durch letzteren hoch abrasives Gut zu fördern. Zur Förderschnecke 10 gehört ferner ein im wesentlichen zylind­ rischer Endabschnitt 14, der mit einer Nut 16 versehen ist. In letztere greift im betriebsbereiten Zustand der Exzenter­ pumpe eine von der Welle eines Antriebsmotors (nicht gezeigt) getragene Feder ein. Über die Umfangsfläche des Schnecken­ abschnitts 12 ist die Förderschnecke 10 im nicht näher gezeig­ ten Pumpengehäuse gelagert.

Der wendelförmige Schneckenabschnitt 12 hat einen freien End­ abschnitt, welcher in einem balligen Wulst 18 mit halbkreis­ förmigem Querschnitt ausläuft.

Eine von der freien Stirnfläche des Schneckenabschnittes 12 zurückspringende Vertiefung 20 hat eine eine Zentrier-Paßfläche vorgebende kegelstumpfförmige Umfangswand 22. Vom Boden der Vertiefung 20 steht senkrecht ein Angußstummel 24 vor.

Im links gelegenen Teil von Fig. 1 ist ein insgesamt mit 26 bezeichneter Halter wiedergegeben, welcher einen ähnlich wie der Endabschnitt 14 ausgebildeten Lagerabschnitt 28 sowie einen von diesem getragenen exzentrischen Dorn 30 aufweist. Der Dorn ist beim freien Ende mit einer kegelstumpfförmigen Anfasung 32 versehen, welche zur Umfangswand 22 komplementär ist. Von der Stirnseite des Dornes 30 geht eine mittige Sack­ bohrung 34 aus, in welcher der Angußstummel 24 unter Spiel Aufnahme findet.

Die Exzentrizität des Dornes 30 und der von ihm getragenen Anfasung 32 bezogen auf die Achse des Lagerabschnittes 28 entspricht genau der Exzentrizität der Umfangswand 22 bezüg­ lich der Achse des Endabschnittes 14. Werden somit die Abschnitte 14 und 28 in entsprechenden Futtern einer Bearbeitungsmaschine gespannt, in welcher der Schneckenab­ schnitt 12 nach dem Gießen gewirbelt werden soll, so ist bei formschlüssig in der Vertiefung 20 einsitzendem Ende des Dornes 30 gewährleistet, daß die Achse der Förderschnecke 10 mit der durch die Futter vorgegebenen Achse der Bearbeitungs­ maschine fluchtet. Die Förderschnecke 10 kann somit genau ausgefluchtet in der Bearbeitungsmaschine um ihre Achse ge­ dreht werden, wie in Fig. 1 durch den Pfeil 36 angedeutet.

Fig. 2 zeigt den der Vertiefung 22 benachbarten freien End­ abschnitt eines Förderschneckenrohlinges nach dem Ausformen aus der Gußform. Ein Anguß 38 hängt noch über eine durch eine Ringnut 40 gebildete Sollbruchstelle am Endabschnitt der För­ derschnecke.

Durch Schlag (bei sprödem Material), durch Ausüben eines Biege­ momentes oder durch Drehen des Angusses 38 bei festgehaltener Förderschnecke kann die Sollbruchstelle an der Ringnut 40 aufgebrochen werden, so daß ohne mechanische Bearbeitung der freien Stirnfläche der Förderschnecke 10 nun die beim Gießen genau ausgeformte Umfangswand 22 als Paßfläche für den Dorn 30 frei zugänglich ist.

Das Gießen des Förderschneckenrohlinges erfolgt in senkrech­ ter Ausrichtung, so daß der Lagerabschnitt 14 untenliegt und ebenso wie der Schneckenabschnitt 12 in der verwendeten Form maßgenau gegossen wird. Gleiches gilt für den mit der Ver­ tiefung 20 ausgebildeten Endabschnitt der Förderschnecke. Als Material für die Förderschnecke 10 wird ein verschleißfestes, härtbares Gußeisen verwendet.

Nach dem Gießen wird vom Förderschneckenrohling der Anguß 38 durch Aufbrechen der Sollbruchstelle bei der Ringnut 40 ent­ fernt, und auf einer Bearbeitungsmaschine wie obenstehend in Fig. 1 beschrieben eingespannt wird die Förderschnecke ge­ wirbelt. Anschließend wird die Förderschnecke gehärtet und in der Praxis noch sandgestrahlt. Eine maschinelle spanende Nachbearbeitung der Förderschnecke ist im gesamten Herstel­ lungsprozeß nicht notwendig.

Bei dem oben beschriebenen Herstellungsverfahren befand sich der Anguß des Förderschneckenrohlinges bei dessen freiem Ende. Alternativ könnte man den Anguß auch auf die Seite des Lager­ abschnittes 14 legen, wobei dann der Lagerabschnitt 14 als Becher ausgebildet wird und die Sollbruchstelle zwischen An­ guß und Förderschnecke in die Nachbarschaft des Becherbodens gelegt wird, so daß der nach dem Abbrechen des Angusses ver­ bleibende Angußstummel nur wenig vom Boden des dann becher­ förmigen Lagerabschnittes 14 übersteht.

Fig. 5 zeigt einen abgewandelten Förderschneckenrohling, bei welchem eine kegelstumpfförmige Paßfläche 22′ auf der Außen­ seite des Angußstummels 24 vorgesehen ist. Ein Halter 26′ hat eine kegelstumpfförmige stirnseitige Vertiefung 42, welche zur Paßfläche 22′ komplementär ist und bezogen auf die Halter­ achse gleiche Exzentrizität aufweist wie die Paßfläche 22′ be­ züglich der Achse der Förderschnecke.

Die Fig. 6 und 7 zeigen einen weiter abgewandelten Förder­ schneckenrohling, bei welchem der Anguß auf der freien Stirn­ fläche der Förderschnecke exzentrisch angeordnet ist. Ihm gegen­ überliegend ist in der Förderschneckenstirnfläche eine sechs­ eckigen Querschnitt aufweisende Vertiefung 44 vorgesehen, in welche ein entsprechend sechseckigen Querschnitt aufweisender exzentrischer Dorn eines nicht näher gezeigten Halters ein­ greifen kann, so daß auch hier wieder das freie Ende der För­ derschnecke zwangsweise auf die Achse der Bearbeitungsmaschine zentriert wird.

Anstelle einer sechseckigen Querschnitt aufweisenden Vertie­ fung kann man auch gemäß Fig. 8 zwei zylindrische Vertiefungen 46, 48 verwenden, wobei dann der zum Ausfluchten der Förder­ schnecke verwendete Halter zwei entsprechende komplementäre Stifte aufweist.

Claims (5)

1. Verfahren zum Herstellen eines verschleißfesten gestreckten maßhaltigen Verschleißkörpers, welcher einen maßhaltigen ersten Endabschnitt und eine bearbeitete in Umfangsrich­ tung verlaufende Arbeitsfläche aufweist, bei welchem

• a) ein Rohling aus verschleißfestem Material mit maßhalti­ gem erstem Endabschnitt gegossen wird,
• b) der Rohling an beiden Enden so in einer Bearbeitungsmaschine gelagert wird, daß seine Achse und die Maschinenachse zusammenfallen, und um seine Achse gedreht und mechanisch bearbeitet wird, und
• c) der Rohling nach dieser Bearbeitung ggf. gehärtet und noch mechanisch endbearbeitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß
• d) auf dem vom ersten Endabschnitt abgelegenen zweiten Endabschnitt des Rohlinges beim Gießen eine Paßfläche mit axialer Erstreckungskomponente ausgeformt wird,
• e) der Anguß über eine Sollbruchstelle mit dem Rohling zusammenhängend gegossen wird und durch Schlag, Biege­ belastung oder Torsionsbelastung vom Rohling getrennt wird oder der Anguß in einem dünnen Angußabschnitt durchgeschnitten wird, und
• f) der zweite Endabschnitt des Rohlinges mittels eines Halters mit zur Paßfläche komplementärer Paßfläche in der Bearbeitungsmaschine gehaltert wird, wobei die Ex­ zentrizität der Gegenpaßfläche bezüglich der Halterachse gleich der Exzentrizität der Paßfläche bezüglich der Rohlingsachse gewählt ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Paßfläche eine den nach Abbrechen des Angusses verbleiben­ den Angußstummel umgebende Kegelstumpffläche ist und der Halter eine den Angußstummel unter Spiel aufnehmende Aus­ nehmung aufweist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Paßfläche in transversaler Schnittansicht gesehen polygonalen Querschnitt hat.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der dem ersten Endabschnitt gegenüberliegende zweite Endabschnitt des Rohlinges mit einer balligen freien Randkante gegossen wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, wobeiderAnguß über eine Soll­ bruchstelle mit dem zweiten Endabschnitt verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Sollbruchstelle axial hinter dem axial am weitesten außenliegenden Teil der balligen Randkante liegt.