DE10249244B4 - Laufrad für eine Seitenkanalmaschine - Google Patents
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Abstract
Laufrad für einen Seitenkanalverdichter, 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.
Description
- Die Erfindung betrifft ein Laufrad für einen Seitenkanalverdichter gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
- Aus der
DE 102 58 386 A1 ist beispielsweise eine Seitenkanalmaschine für Flüssigkeiten bekannt, bei welcher das geförderte Medium flüssig und ist und nicht verdichtet werden kann. - Ein Seitenkanalverdichter, welcher ein Laufrad gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 aufweist, ist der
DE 196 49 529 A1 zu entnehmen. Dieser Seitenkanalverdichter ist insbesondere für den Einsatz im dentalen Bereich bestimmt. - Durch die vorliegende Erfindung soll das Laufrad eines derartigen Seitenkanalverdichters so weitergebildet werden, daß der Seitenkanalverdichter bei gleicher Luftförderleistung einen höheren Saugdruck erzielt.
- Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch ein Laufrad für einen Seitenkanalverdichter, 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 des Seitenkanalverdichters 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 erhöht.
- 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 eines Seitenkanalsaugverdichters mit Schaufeln. -
2 : Eine ausschnittsweise perspektivische Ansicht des Laufrads von1 . - Das in
1 insgesamt mit10 bezeichnete Laufrad umfasst eine Nabe12 , die mit einer Motorwelle (nicht gezeigt) verbunden wird. Der Pfeil bei13 zeigt die Drehrichtung an. Von der Nabe12 ausgehend erstrecken sich acht ebene Flügel14 nach außen. Sie sind dabei um einen kleinen Winkel w gegen den Radiusstrahl18 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 Umfangsrand20 begrenzt. Auf ihm liegen zugleich die radial äußeren Schmalflächen21 einer Vielzahl von in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilten Schaufeln24 . Die radial inneren Enden der Schaufeln24 liegen auf einem Fußkreis26 . - Zwischen aufeinander folgenden Schaufeln
24 befindet sich jeweils eine Tasche28 . - Die Schaufeln
24 umfassen eine in Laufrichtung vordere Begrenzungsfläche30 und eine in Laufrichtung hintere Begrenzungsfläche32 . Eine zu einer oberen Stirnfläche40 des Laufrads10 koplanare axiale Schmalfläche der Schaufeln24 hat einen im wesentlichen radial verlaufenden inneren Abschnitt34 und einen dem Umfangsrand20 benachbarten voreilenden Abschnitt36 . Die Schmalflächen21 ,34 ,36 stellen zusammen mit den Begrenzungsflächen30 und32 die sichtbaren Begrenzungen der Schaufeln24 dar. - Während die Taschen
28 nach oben und nach radial außen hin offen sind, sind sie nach unten durch einen eingekehlten Stirnwandabschnitt38 des Laufrads10 begrenzt. Der Fußkreis26 der Schaufeln24 begrenzt auch die Taschen28 nach innen. Der Stirnwandabschnitt38 hat im radialen Querschnitt etwa die Form eines Viertelkreises. - Die vordere Begrenzungsfläche
30 der Schaufeln24 verläuft jeweils in einer radial innen gelegenen Teilfläche42 , die zwischen dem Fußkreis26 und einem Knickkreis22 liegt, in radialer Richtung, während sie in einer radial weiter außen liegenden Teilfläche46 etwas in Laufrichtung nach vorne abgeknickt ist. Der Abknickwinkel x beträgt gemäß1 etwa 15°. Der Radius des Knickkreises22 ist so gewählt, daß etwa ein Drittel der radialen Ausdehnung der Schaufeln24 sich außerhalb von ihm befindet. Die vordere Begrenzungsfläche30 ist im wesentlichen aus den zwei ebenen Teilflächen42 und46 zusammengesetzt, jedoch kann die beim Knickkreis22 liegende Übergangsstelle auch abgerundet sein. - Dagegen hat die hintere Begrenzungsfläche
32 der Schaufeln24 einen Verlauf, der einen Totraumkörper auf der Schaufelrückseite vorgibt. Eine durch die Durchschneidung der Begrenzungsfläche32 mit dem teiltoroidförmigen Stirnwandabschnitt38 vorgegebene Fußlinie47 ist in axialer Ansicht geradlinig und schließt mit der inneren Teilfläche42 der vorderen Begrenzungsfläche30 einen Winkel y ein, der im Beispiel etwa 20° beträgt. Dadurch erhält die von der Fußlinie47 ausgehende Begrenzungsfläche32 eine voreilende Umfangs-Komponente, was dazu führt, daß die Schaufeln24 in radialer Einwärtsrichtung dicker werden. - Zur äußeren Teilfläche
46 schließt die Fußlinie47 einen sehr kleinen Winkel von nur wenigen Grad ein, verläuft fast parallel zu dieser und hat am Umfangsrand20 den kleinsten Abstand von ihr. - Die hintere Begrenzungsfläche
32 erinnert im radial inneren Teil an einen Rucksack oder an ein Kegelsegment:
Wie besser aus2 zu sehen ist, besitzt die hintere Begrenzungsfläche32 in zur Achse des Laufrades10 koaxialen zylindrischen Schnittflächen eine Wölbung58 in der Weise, daß sich die Begrenzungsfläche32 mindestens innerhalb des Knickkreises22 längs einer Vierteilkreiskontur nach oben hin der vorderen Begrenzungsfläche30 so annähert, daß sich der recht schmale Stirnflächenabschnitt34 der Schaufel24 ergibt. Der Radius der Viertelkreiskontur nimmt in radialer Einwärtsrichtung zu, wobei die Zunahme außerhalb des Knickkreises22 kleiner ist als innerhalb desselben. Die Geometrie der hinteren Begrenzungsfläche32 läßt sich somit kurz wie folgt charakterisieren: Ein unterer Abschnitt52 ist eben und unter dem Winkel y angestellt. Er ist unten durch die Fußlinie47 und oben durch zwei in radialer Einwärtsrichtung abfallende Geraden54 ,56 begrenzt, die sich auf dem Knickkreis22 schneiden. Die Steigung der inneren Geraden54 ist größer als die der äußeren Geraden56 . - Die Geraden
54 ,56 sind über Teilkegelflächen, deren Winkelerstreckung etwa 75° beträgt, mit den Stirnflächenabschnitten30 ,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 Fußlinien47 ist vorzugsweise abgerundet, wie in2 angedeutet.
Claims (7)
- Laufrad für einen Seitenkanalverdichter, 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 Anstellwinkel (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°.
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- 2002-10-23 DE DE2002149244 patent/DE10249244B4/de not_active Expired - Fee Related
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