DE10249244A1

DE10249244A1 - Laufrad für eine Seitenkanalmaschine

Info

Publication number: DE10249244A1
Application number: DE2002149244
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dipl.-Ing. Ellinghaus
Original assignee: Duerr Dental SE
Current assignee: Duerr Dental SE
Priority date: 2002-10-23
Filing date: 2002-10-23
Publication date: 2004-05-06
Anticipated expiration: 2022-10-24
Also published as: DE10249244B4

Abstract

Bei einem Laufrad (10) für einen Seitenkanalverdichter sind die radial innen liegenden Enden der Schaufeln (24) so verdickt, daß die Schaufelrückseite insgesamt etwa das Aussehen eines auf einer ebenen Fläche (42) aufgesetzten Kegelsegmentes (58) besitzen. Durch diese Schaufelgeometrie wird ein höherer Unterdruck erzielt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Laufrad für eine Seitenkanalmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Eine Seitenkanalmaschine, welche ein Laufrad gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 aufweist, ist der DE 196 49 529 A1 zu entnehmen. Diese Seitenkanalmaschine ist insbesondere für den Einsatz im dentalen Bereich bestimmt.
Durch die vorliegende Erfindung soll das Laufrad einer derartigen Seitenkanalmaschine so weitergebildet werden, daß die Seitenkanalmaschine bei gleicher Luftförderleistung einen höheren Saugdruck erzielt.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch ein Laufrad für eine Seitenkanalmaschine, welches die im Anspruch 1 aufgeführten Merkmale aufweist.
Bei dem erfindungsgemäßen Laufrad wird das gasförmige Medium durch die in Rotationsbewegung befindlichen Schaufeln vom Einlaß zum Auslaß des Gehäuses der Seitenkanalmaschine gefördert, ohne daß dabei erhebliche Gaswirbel in Schaufelbereichen entstehen. Die rückwärtigen Begrenzungsflächen der Schaufeln sind dabei so gestaltet, daß sich bei gleicher Luftförderkapazität der erzielbare Saugdruck orhöht.
Der beobachtete Verbesserungseffekt hat damit zu tun, daß Wirbelbildungen hinter den Schaufeln des Laufrads weitgehend vermieden werden.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen angegeben.
Die Weiterbildungen nach Ansprüchen 2 bis 6 führen jeweils zu einer weiteren Optimierung des erzielbaren Saugdrucks.
Nachstehend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.
In dieser zeigen:
1: Eine Aufsicht auf ein Laufrad einer Seitenkanalsaugmaschine mit Schaufeln.
2: Eine ausschnittsweise perspektivische Ansicht des Laufrads von 1.
Das in 1 insgesamt mit 10 bezeichnete Laufrad umfasst eine Nabe 12, die mit einer Motorwelle (nicht gezeigt) verbunden wird. Der Pfeil bei 13 zeigt die Drehrichtung an. Von der Nabe 12 ausgehend erstrecken sich acht ebene Flügel 14 nach außen. Sie sind dabei um einen kleinen Winkel w gegen den Radiusstrahl 18 geneigt in der Weise, daß ihr inneres Ende in Drehrichtung gesehen weiter vorne liegt als ihr äußeres Ende. Im Beispiel beträgt der Winkel w etwa 8°.
Die Funktion der Flügel 14 kann beispielsweise darin liegen, Teil einer ersten Verdichterstufe zu sein; sie kann auch eine mechanische Tragfunktion sein.
Radial nach außen wird das Laufrad 10 von einem Umfangsrand 20 begrenzt. Auf ihm liegen zugleich die radial äußeren Schmalflächen 21 einer Vielzahl von in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilten Schaufeln 24. Die radial inneren Enden der Schaufeln 24 liegen auf einem Fußkreis 26.
Zwischen aufeinander folgenden Schaufeln 24 befindet sich jeweils eine Tasche 28.
Die Schaufeln 24 umfassen eine in Laufrichtung vordere Begrenzungsfläche 30 und eine in Laufrichtung hintere Begrenzungsfläche 32. Eine zu einer oberen Stirnfläche 40 des Laufrads 10 koplanare axiale Schmalfläche der Schaufeln 24 hat einen im wesentlichen radial verlaufenden inneren Abschnitt 34 und einen dem Umfangsrand 20 benachbarten voreilenden Abschnitt 36. Die Schmalflächen 21, 34, 36 stellen zusammen mit den Begrenzungsflächen 30 und 32 die sichtbaren Begrenzungen der Schaufeln 24 dar.
Während die Taschen 28 nach oben und nach radial außen hin offen sind, sind sie nach unten durch einen eingekehlten Stirnwandabschnitt 38 des Laufrads 10 begrenzt. Der Fußkreis 26 der Schaufeln 24 begrenzt auch die Taschen 28 nach innen. Der Stirnwandabschnitt 38 hat im radialen Querschnitt etwa die Form eines Viertelkreises.
Die vordere Begrenzungsfläche 30 der Schaufeln 24 verläuft jeweils in einer radial innen gelegenen Teilfläche 42, die zwischen dem Fußkreis 26 und einem Knickkreis 22 liegt, in radialer Richtung, während sie in einer radial weiter außen liegenden Teilfläche 46 etwas in Laufrichtung nach vorne abgeknickt ist. Der Abknickwinkel x beträgt gemäß 1 etwa 15°. Der Radius des Knickkreises 22 ist so gewählt, daß etwa ein Drittel der radialen Ausdehnung der Schaufeln 24 sich außerhalb von ihm be findet. Die vordere Begrenzungsfläche 30 ist im wesentlichen aus den zwei ebenen Teilflächen 42 und 46 zusammengesetzt, jedoch kann die beim Knickkreis 22 liegende Übergangsstelle auch abgerundet sein.
Dagegen hat die hintere Begrenzungsfläche 32 der Schaufeln 24 einen Verlauf, der einen Totraumkörper auf der Schaufelrückseite vorgibt. Eine durch die Durchschneidung der Begrenzungsfläche 32 mit dem teiltoroidförmigen Stirnwandabschnitt 38 vorgegebene Fußlinie 47 ist in axialer Ansicht geradlinig und schließt mit der inneren Teilfläche 42 der vorderen Begrenzungsfläche 30 einen Winkel y ein, der im Beispiel etwa 20° beträgt. Dadurch erhält die von der Fußlinie 47 ausgehende Begrenzungsfläche 32 eine voreilende Umfangs-Komponente, was dazu führt, daß die Schaufeln 24 in radialer Einwärtsrichtung dicker werden.
Zur äußeren Teilfläche 46 schließt die Fußlinie 47 einen sehr kleinen Winkel von nur wenigen Grad ein, verläuft fast parallel zu dieser und hat am Umfangsrand 20 den kleinsten Abstand von ihr.
Die hintere Begrenzungsfläche 32 erinnert im radial inneren Teil an einen Rucksack oder an ein Kegelsegment: Wie besser aus 2 zu sehen ist, besitzt die hintere Begrenzungsfläche 32 in zur Achse des Laufrades 10 koaxialen zylindrischen Schnittflächen eine Wölbung 58 in der Weise, daß sich die Begrenzungsfläche 32 mindestens innerhalb des Knickkreises 22 längs einer Vierteilkreiskontur nach oben hin der vorderen Begrenzungsfläche 30 so annähert, daß sich der recht schmale Stirnflächenabschnitt 34 der Schaufel 24 ergibt. Der Radius der Viertelkreiskontur nimmt in radialer Einwärtsrichtung zu, wobei die Zunahme außerhalb des Knickkreises 22 kleiner ist als innerhalb desselben. Die Geometrie der hinteren Begrenzungsfläche 32 läßt sich somit kurz wie folgt charakterisieren: Ein unterer Abschnitt 52 ist eben und unter dem Winkel y angestellt. Er ist unten durch die Fußlinie 47 und oben durch zwei in radialer Einwärtsrichtung abfallende Geraden 54, 56 begrenzt, die sich auf dem Knickkreis 22 schneiden. Die Steigung der inneren Geraden 54 ist größer als die der äußeren Geraden 56.
Die Geraden 54, 56 sind über Teilkegelflächen, deren Winkelerstreckung etwa 75° beträgt, mit den Stirnflächenabschnitten 30, 46 verbunden.
Aufgrund der oben beschriebenen Formgebung wird der transversale Querschnitt der Schaufeln 25 nach innen und zur geschlossenen Taschenseite hin größer und erfüllt Raumbereiche, in denen es sonst zu Wirbelbildung kommen könnte.
Die Ausbildung der Schaufeln 24 bei den Fußlinien 47 ist vorzugsweise abgerundet, wie in 2 angedeutet.

Claims

Laufrad für eine Seitenkanalmaschine, mit einem Nabenabschnitt (12), mit einem von letzterem getragenen Arbeitsabschnitt, welcher eine ebene Stirnfläche (40) aufweist und mit einer Vielzahl von der Stirnfläche zurückspringender Taschen (28) versehen ist, die durch dazwischen liegende Schaufeln (24) voneinander getrennt sind, welche mit einer in Drehrichtung vorderen Begrenzungsfläche (30) und einer in Drehrichtung hinteren Begrenzungsfläche (32) überwiegend in radialer Richtung verlaufen, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zumindest ein Teil der hinteren Begrenzungsfläche (32) gegenüber der vorderen Begrenzungsfläche (30) so verkippt ist, daß die Dicke der Schaufeln (24) in radialer Einwärtsrichtung zunimmt.
Laufrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ansstellwinkel (y) der hinteren Begrenzungsfläche (32) außerhalb eines Knickkreises (22) kleiner ist als innerhalb des Knickkreises.
Laufrad nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein axial vorderer Abschnitt der hinteren Begrenzungsfläche (32) mindestens teilweise gewölbte Form (58) aufweist.
Laufrad nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Krümmungsradius des gewölbten Abschnitts (58) der hinteren Begrenzungsfläche (32) in radialer Einwärtsrichtung zunimmt.
Laufrad nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der gewölbte Abschnitt (58) der hinteren Begrenzungsfläche (32) die Form eines Kegelsegments aufweist.
Laufrad nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zunahme des Krümmungsradius des gewölbten Abschnittes (58) innerhalb eines Knickkreises (22) größer ist als außerhalb des Knickkreises.
Laufrad nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel (y) zwischen vorderer Begrenzungsfläche (30) und hinterer Begrenzungsfläche (32) der Schaufeln (24) zwischen etwa 10° und etwa 30° beträgt, vorzugsweise etwa 20°.