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Werkstoff

Aus der Vielzahl verfügbarer Werkstoffe werden für die Kreiselpumpen je nach Beanspruchung metallische und nichtmetallische (wie Kunststoffe und keramische) Werkstoffe bevorzugt. 

Metallische Werkstoffe 

Der Einsatz von metallischen Werkstoffen erfolgt als Guss-Werkstoffe oder in geschmiedeter, gewalzter sowie anderer Erzeugnisform. Aufgrund der weitestgehend freien Gestaltungsmöglichkeit und großen Vielfalt spezieller Legierungsvarianten sind diese auch heute noch die am häufigsten verwendeten Konstruktions-Werkstoffe für Pumpengehäuse und Laufräder. In Abhängigkeit von der Zusammensetzung und ihren mechanisch-technologischen Eigenschaften kommen verschiedene Guss-Werkstoffe in Kreiselpumpen zum Einsatz.
Siehe Abb. 1: Werkstoff

Kunststoffe

Kunststoffe sind nach der Norm ISO 1043-1 aufgrund der Temperaturabhängigkeit ihres mechanischen Verhaltens in vier Gruppen eingeteilt. 

Mechanisches Verhalten der vier Kunststoffgruppen 

  • Thermoplaste: In der Wärme sind sie beliebig oft verformbare hochpolymere Werkstoffe wie Polystyrol (PS), Polyethylen (PE) oder Polyvinylchlorid (PVC). 
  • Elastomere: Sie sind weitmaschig vernetzte hochpolymere Werkstoffe und in allen Temperaturbereichen gummielastisch    (z. B. vernetzter Naturkautschuk oder Polyisobutylen). 
  • Thermoelaste: Als weitmaschig vernetzte hochpolymere Werkstoffe sind sie oberhalb von 20 °C gummielastisch, z. B. mit über 10 % Schwefel vernetzter Naturkautschuk, vernetztes Polyethylen oder hochmolekulare Polymethacrylsäureester. 
  • Duroplaste: Engmaschig vernetzt sind sie ausgehärtete hochpolymere Werkstoffe (z. B. Polyester-, Epoxyd- oder Phenol-Formaldehyd-Harze). 

Vor allem die Thermoplaste sind als Konstruktions-Werkstoffe für Lauf- und Leiträder wichtig, während die Elastomere für Dichtungen oder als Überzugsmaterialien Verwendung finden.
Siehe Abb. 2: Werkstoff

Keramische Werkstoffe 

Die keramischen Werkstoffe sind definiert als nichtmetallisch, anorganisch und zu über 30 % kristallin. Sie werden als moderne ingenieurkeramische Werkstoffe für Dichtungs- und Lagerelemente (siehe Gleitlager) verwendet, aber auch zunehmend für andere Konstruktionselemente, wie Lauf- und Spaltringe (siehe Spaltdichtung) sowie auch Laufräder.
Siehe Abb. 3: Werkstoff


  Werkstoff: keramische Werkstoffe für Kreiselpumpen Abb. 3 Werkstoff: keramische Werkstoffe für Kreiselpumpen


Kennzeichnend für diese Werkstoff-Gruppe ist ihre hohe mechanische, thermische und chemische Belastbarkeit. Das spröde Verhalten, die Empfindlichkeit gegen Zugspannungen, die eingeschränkte Formgebung und die kostenintensive Bearbeitung verlangen werkstoffgerechte Konstruktionen.