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Querverweis auf verwandte Anmeldung
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Diese Anmeldung basiert auf den folgenden
Japanischen Patentanmeldungen, deren Offenbarungen hierin durch Bezugnahme mit aufgenommen werden: Nr. 2015-112973 , eingereicht am 3. Juni 2015, und
Nr. 2016-078103 , eingereicht am 8. April 2016.
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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Zentrifugalpumpe bzw. Kreiselpumpe, die dazu konfiguriert ist, unter Verwendung einer Zentrifugalkraft, die durch eine Drehung eines Laufrads bzw. Impellers erzeugt wird, einen Fluiddruck zu erhöhen.
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Stand der Technik
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Patentdokument 1 offenbart eine herkömmliche Technologie einer Zentrifugalpumpe bzw. Kreiselpumpe. Die Zentrifugalpumpe, die in Patentdokument 1 offenbart ist, beinhaltet ein Laufrad bzw. einen Impeller, der durch einen Motor zum Drehen angetrieben wird und der Impeller ist mit einer Schraube an einer Welle eines Motors befestigt. Wenn der Impeller mit der Schraube an der Welle befestigt ist, muss die Drehung der Welle oder des Impellers derart beschränkt werden, dass die Welle sich nicht aufgrund des Schraubmoments dreht. In Patentdokument 1 ist in dem Laufrad bzw. Impeller ein Befestigungsloch ausgebildet, und eine Vorrichtung bzw. Einspannvorrichtung ist in das Befestigungsloch eingefügt, um die Drehung des Impellers während des Schraubens zu beschränken.
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Dokument zum Stand der Technik
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Patentdokument
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- Patentdokument 1: JP H10-61581 A
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Kurzfassung der Erfindung
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Da die Zentrifugalpumpe von Patentdokument 1 eine Wirbelpumpe (Kaskadenpumpe) ist, die in einem gesamten Teil eines äußeren peripheren Abschnitts des Impellers eine radiale Nut aufweist, kann in dem äußeren peripheren Abschnitt des Impellers, in welchem die Nut ausgebildet ist, auch kein Loch zur Befestigung vorgesehen sein. Das heißt, in einer inneren peripheren Seite des Impellers kann eine Position des Lochs zur Befestigung beschränkt sein. Entsprechend kann eine Einspannvorrichtung, die zur Befestigung in das Loch eingefügt wird, während des Schraubens des Impellers an die Welle ein Hindernis sein, und entsprechend kann die Baufähigkeit abnehmen.
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Die Aufgabe der vorliegenden Offenbarung ist, eine Zentrifugalpumpe bzw. Kreiselpumpe vorzusehen, die dazu in der Lage ist, die Baufähigkeit während des Befestigens eines Impellers an eine Welle eines Motors zu verbessern.
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Eine Zentrifugalpumpe gemäß einem ersten Aspekt bzw. Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung beinhaltet einen Motor, der eine Welle aufweist, und einen Impeller, der derart mit einem Endabschnitt der Welle in Eingriff steht, dass eine Drehung des Impellers relativ zu der Welle beschränkt ist, wobei der Impeller durch das Schrauben einer Mutter an der Welle befestigt wird, wobei der Endabschnitt der Welle sich auf einer ersten Seite der Welle befindet. Der Impeller beinhaltet eine Hauptplatte, die mit der Welle in Eingriff steht, eine Mehrzahl von Durchlasswänden, die sich ausgehend von der Hauptplatte in einer axialen Richtung erstrecken, eine Seitenplatte, die mit den Endoberflächen der Mehrzahl der Durchlasswände, die von der Hauptplatte abgewandt sind, in Kontakt steht, wobei die Seitenplatte an einem radialen Mittelteil eine Einströmöffnung aufweist, und einen Fluiddurchlass, der durch zwei der Mehrzahl von Durchlasswänden definiert ist, welche in einer Umfangsrichtung zueinander benachbart sind, wobei die zwei benachbarten Durchlasswände sich zwischen der Hauptplatte und der Seitenplatte befinden, wobei der Fluiddurchlass mit der Einströmöffnung in Verbindung steht. Der Impeller ist dazu konfiguriert, sich zu drehen, um ein Fluid durch die Einströmöffnung in den Fluiddurchlass einzulassen, wobei ein Druck des Fluids, das in den Fluiddurchlass aufgenommen wird, durch einen Zentrifugaldruck erhöht wird, wobei das Fluid radial aus dem Impeller abgeführt wird. Die Seitenplatte beinhaltet einen Eingriffsabschnitt, der dazu konfiguriert ist, mit einer Befestigungseinspannvorrichtung in Eingriff zu stehen, die eine Drehung des Impellers während des Befestigens des Impellers an der Welle durch das Schrauben der Mutter beschränkt.
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Gemäß der vorstehend beschriebenen Konfigurationen steht die Befestigungseinspannvorrichtung in Eingriff mit dem Eingriffsabschnitt, der in der Seitenplatte vorgesehen ist, um die Drehung des Impellers während des Befestigens des Impellers an der Welle des Motors durch das Schrauben der Mutter zu beschränken, und der Schaft wird daran gehindert, sich zusammen mit dem Impeller zu drehen. Da der Eingriffsabschnitt in der Seitenplatte vorgesehen ist, wird ein Anzugsmoment der Mutter nicht direkt auf die Durchlasswand ausgeübt, und entsprechend kann eine Verformung der Durchlasswand verhindert werden. Folglich wird der Fluiddurchlass, der zwischen den Durchlasswänden definiert ist, die zueinander in der Umfangsrichtung benachbart sind, nicht verformt, und der Effekt der Druckerhöhung des Fluiddrucks wird nicht beeinflusst.
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Der Eingriffsabschnitt kann irgendwo in der Seitenplatte positioniert sein, und die Position ist nicht auf die innere periphere Seite des Impellers beschränkt wie im Patentdokument 1. Das heißt, der Eingriffsabschnitt kann so vorgesehen sein, dass dieser das Schrauben der Mutter nicht stört, und die Baufähigkeit kann verbessert werden.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Es zeigt/es zeigen:
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1 ein Querschnittsdiagramm, welches eine Situation veranschaulicht, in der ein Impeller gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung an einer Welle befestigt ist.
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2 ein Querschnittsdiagramm, welches eine Zentrifugalpumpe gemäß der ersten Ausführungsform veranschaulicht.
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3 eine Draufsicht, welche den Impeller gemäß der ersten Ausführungsform veranschaulicht.
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4 ein Querschnittsdiagramm, wobei der Querschnitt entlang einer Linie IV-IV von 3 vorgenommen worden ist.
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5 ein Querschnittsdiagramm, wobei der Querschnitt entlang einer Linie V-V von 2 vorgenommen worden ist.
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6 eine Draufsicht, welche den Impeller gemäß der ersten Ausführungsform veranschaulicht.
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7 eine Draufsicht, welche den Impeller gemäß der ersten Ausführungsform veranschaulicht.
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8 ein Querschnittsdiagramm, welches eine Pumpenanordnung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht.
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9 ein Querschnittsdiagramm, welches eine Pumpenanordnung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht.
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10 ein Querschnittsdiagramm, wobei der Querschnitt entlang einer Linie X-X von 9 vorgenommen worden ist.
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11 ein Querschnittsdiagramm, welches eine Pumpenanordnung gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht.
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12 ein Querschnittsdiagramm, welches eine Pumpenanordnung gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht.
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13 ein Querschnittsdiagramm, welches eine Situation veranschaulicht, in der ein Impeller gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung an einer Welle befestigt ist.
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14 eine Draufsicht, welche den Impeller gemäß der sechsten Ausführungsform veranschaulicht.
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15 ein Querschnittsdiagramm, welches den Impeller gemäß der sechsten Ausführungsform veranschaulicht.
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16 eine Draufsicht, welche den Impeller gemäß der sechsten Ausführungsform veranschaulicht.
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17 eine Draufsicht, welche den Impeller gemäß der sechsten Ausführungsform veranschaulicht.
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18 ein Querschnittsdiagramm, welches eine Situation veranschaulicht, in der ein Impeller gemäß einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung an einer Welle befestigt ist.
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19 eine Draufsicht, welche den Impeller gemäß der siebten Ausführungsform veranschaulicht.
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20 ein Querschnittsdiagramm, welches den Impeller gemäß der siebten Ausführungsform veranschaulicht.
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21 eine Draufsicht, welche den Impeller gemäß der siebten Ausführungsform veranschaulicht.
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22 eine Draufsicht, welche den Impeller gemäß der siebten Ausführungsform veranschaulicht.
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23 ein Querschnittsdiagramm, welches eine Situation veranschaulicht, in der ein Impeller gemäß einer achten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung an einer Welle befestigt ist.
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24 eine Draufsicht, welche den Impeller gemäß der achten Ausführungsform veranschaulicht.
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25 ein Querschnittsdiagramm, welches den Impeller gemäß der achten Ausführungsform veranschaulicht.
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26 eine Draufsicht, welche den Impeller gemäß der achten Ausführungsform veranschaulicht.
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27 eine Draufsicht, welche den Impeller gemäß der achten Ausführungsform veranschaulicht.
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Ausführungsformen zur Verwertung der Erfindung
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Nachfolgend werden mehrere Ausführungsformen zum Umsetzen der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben werden. Bei den jeweiligen Ausführungsformen kann einem Teil, das einer Sache entspricht, die bei einer vorangegangenen Ausführungsform beschrieben wurde, das gleiche Bezugszeichen zugeordnet werden, und die überflüssige Beschreibung für das Teil kann weggelassen sein. Wenn bei einer Ausführungsform lediglich ein Teil einer Konfiguration beschrieben wird, kann eine andere vorangegangene Ausführungsform auf die anderen Teile der Konfiguration angewendet werden. Die Teile können kombiniert werden, selbst falls nicht ausdrücklich beschrieben wird, dass die Teile kombiniert werden können. Die Ausführungsformen können teilweise kombiniert werden, selbst falls nicht ausdrücklich beschrieben wird, dass die Ausführungsformen kombiniert werden können, vorausgesetzt, dass die Kombination unschädlich ist.
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Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden untenstehend beschrieben werden.
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Ausführungsformen
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Erste Ausführungsform
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Eine Zentrifugalpumpe bzw. Kreiselpumpe 1 einer ersten Ausführungsform wird durch einen Motor 2 und eine Pumpenanordnung 3 gebildet, und die Zentrifugalpumpe 1 kann als eine Entlüftungspumpe bzw. Spülpumpe einer Benzinmaschine verwendet werden. Nachfolgend wird eine Links-Rechts-Richtung in 2 als eine axiale Richtung der Zentrifugalpumpe 1 definiert. In den Zeichnungen ist die linke Seite der axialen Richtung als eine erste Seite definiert, und die rechte Seite ist als eine zweite Seite definiert. Ein Stator 4, ein Rotor 5 und ein Substrat 6, das zum Beispiel eine Schaltung zum Antreiben des Motors 2 beinhaltet, sind in einem Motorgehäuse untergebracht, um den Motor 2 zu bilden.
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Der Stator 4 beinhaltet einen Statorkern 4a, der durch einen Metallrahmen 7 gelagert ist, und ein Statordraht bzw. eine Statorwicklung 4b, die um den Statorkern 4a herum gewunden ist. Der Statorwicklung 4b wird durch das Substrat 6 dreiphasige Elektroleistung zugeführt und der Stator 4 erzeugt ein magnetisches Drehfeld. Der Rotor 5 beinhaltet eine Welle 10, die durch den Rahmen 7 durch ein Paar von Lagern 8, 9 und einen Rotorkern 5a gelagert sind, in welchen mehrere Dauermagneten 11 eingebettet sind, und der Rotor 5 rotiert gemäß dem magnetischen Drehfeld um den Stator 4. Das Substrat 6 befindet sich in dem Motorgehäuse auf der zweiten Seite, um senkrecht zu der axialen Richtung zu verlaufen, und dem Substrat 6 wird von außen durch den Anschluss 12 Elektrizität zugeführt. Ein Endabschnitt des Anschlusses 12 ist mit dem Substrat 6 verbunden, und der andere Endabschnitt befindet sich innerhalb eines Verbinderkörpers 13. Der Verbinderkörper 13 ist integral mit einem Gehäusekörper 14 vorgesehen.
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Das Motorgehäuse beinhaltet den Gehäusekörper 14, welcher auf einer ersten Seite einen Motorbasisabschnitt 14a und auf einer zweiten Seite einen Öffnungsabschnitt aufweist, und eine Endabdeckung 15, die den Öffnungsabschnitt des Gehäusekörpers 14 luftdicht schließt. Eine Endoberfläche des Motorbasisabschnitts 14a auf der ersten Seite ist als eine flache Oberfläche vorgesehen, die senkrecht zu der axialen Richtung verläuft. Es ist ein kreisförmiges, zylindrisches Loch vorgesehen, das sich in der axialen Richtung durch einen radialen Mittelteil des Motorbasisabschnitts 14a erstreckt, und das Lager 8, das die erste Seite der Welle 10 lagert, ist in der Innenperipherie des kreisförmigen, zylindrischen Lochs vorgesehen. Ein Endabschnitt der Welle 10 steht auf der ersten Seite durch das Lager 8 in die Pumpenanordnung 3 hervor.
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Die Pumpenanordnung 3 beinhaltet einen Pumpenbasisabschnitt 16, der an dem Motorbasisabschnitt 14a befestigt ist, eine Pumpenumhüllung 17, die durch Haften oder Schweißen mit dem Pumpenbasisabschnitt 16 verbunden ist, und ein Laufrad bzw. einen Impeller 18, der in der Pumpenumhüllung 17 untergebracht ist.
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Eine Endoberfläche des Pumpenbasisabschnitts 16 auf der zweiten Seite ist eine flache Oberfläche, die senkrecht zu der axialen Richtung verläuft, und die flache Oberfläche steht in Kontakt mit der flachen Oberfläche des Motorbasisabschnitts 14a und ist durch eine Schraube 19 an dem Motorbasisabschnitt 14a befestigt. Eine Dichtungsnut ist in einem gesamten Teil der Peripherie der flachen Oberfläche des Pumpenbasisabschnitts 16 ausgebildet, und eine Schnittstelle zwischen der flachen Oberfläche des Pumpenbasisabschnitts 16 und der flachen Oberfläche des Motorbasisabschnitts 14a ist durch ein Dichtungselement 20 wie beispielsweise einen O-Ring, der in die Dichtungsnut eingepasst ist, luftdicht abgedichtet. Ein zylindrisches Loch, welches den gleichen Innendurchmesser aufweist wie das zylindrische Loch des Motorbasisabschnitts 14a und das sich in der axialen Richtung durch den Pumpenbasisabschnitt 16 erstreckt, ist an einem Mittelteil des Pumpenbasisabschnitts 16 vorgesehen.
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Die Pumpenumhüllung 17 beinhaltet einen lateralen Wandabschnitt 17a, welcher eine Scheibenform aufweist und die erste Seite des Impellers 18 bedeckt, und einen peripheren Wandabschnitt 17b, welcher eine kreisförmige zylindrische Form aufweist, die sich in der axialen Richtung ausgehend von einer Außenperipherie des lateralen Wandabschnitts 17a hin zu der zweiten Seite erstreckt und die Außenperipherie des Impellers 18 bedeckt. Der periphere Wandabschnitt 17b weist eine kreisförmige Zylinderform auf. Ein Endabschnitt in der axialen Richtung des peripheren Wandabschnitts 17b ist mit dem Pumpenbasisabschnitt 16 verbunden.
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Ein Einströmkanal 21, durch welchen ein Fluid in die Pumpenumhüllung 17 strömt, und ein Ausströmkanal 22, durch welchen das Fluid aus der Pumpenumhüllung 17 strömt, sind in der Pumpenumhüllung 17 vorgesehen. Der Einströmkanal 21 ist an einem Mittelteil des lateralen Wandabschnitts 17a vorgesehen und weist eine Rohrform auf, die sich in der axialen Richtung ausgehend von dem lateralen Wandabschnitt 17a hin zu der ersten Seite erstreckt. Der Ausströmkanal 22 ist in dem peripheren Wandabschnitt 17b vorgesehen und weist eine Rohrform auf, die sich entlang einer Normallinie des peripheren Wandabschnitts 17b erstreckt.
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Der Impeller 18 steht in Eingriff mit dem Endabschnitt der Welle 10 auf der ersten Seite und ist durch Schrauben einer Mutter 23 an der Welle 10 befestigt. Wie in den 3 und 4 gezeigt wird, wird der Impeller 18 durch eine Hauptplatte 24 mit einer Scheibenform, mehreren Durchlasswänden 25, die integral mit der Hauptplatte 24 vorgesehen sind, und einer Seitenplatte 26 gebildet, die sich auf einer Seite gegenüber der Durchlasswände 25 gegenüber der Hauptplatte befindet und eine Scheibenform aufweist. Der Impeller 18 wird bei der Zentrifugalpumpe 1 mit einer niedrigen spezifischen Geschwindigkeit geeignet verwendet.
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Ein Eingriffsloch 24a ist an einem radialen Mittelteil der Hauptplatte 24 vorgesehen und der Endabschnitt der Welle 10 auf der ersten Seite steht in Eingriff mit dem Eingriffsloch 24a, und entsprechend steht die Hauptplatte 24 in Eingriff mit der Welle 10. Das Eingriffsloch 24a ist zum Beispiel ein D-Schnittloch, dessen innere periphere Form eine D-Form aufweist, wie in 3 gezeigt wird. Eine äußere periphere Form des Endabschnitts der Welle 10 auf der ersten Seite ist in eine D-Form ausgebildet, die dem D-Schnittloch entspricht. Nachfolgend wird der Teil der Welle 10, der in die D-Form geformt ist, als ein D-Schnittabschnitt 10a bezeichnet (vergleiche 1).
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Eine Position des Impellers 18 wird im Hinblick auf eine Drehrichtung relativ zu der Welle 10 befestigt, indem der D-Schnittabschnitt 10a mit dem Eingriffsloch 24a (D-Schnittloch) der Hauptplatte 24 in Eingriff steht. Entsprechend ist eine relative Drehbewegung der Welle 10 zu dem Impeller 18 beschränkt. Ein Außengewindeabschnitt zum Schrauben der Mutter 23 ist auf dem Endabschnitt der Welle 10 vorgesehen, der sich ausgehend von dem D-Schnittabschnitt 10a der Welle 10 erstreckt.
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Eine Konfiguration zum Beschränken der relativen Drehung der Welle 10 und des Impellers 18 kann eine Kombination eines Abstands über Flächen der Innenperipherie des Eingriffslochs 24a und eines Abstands über Flächen der Außenperipherie der Welle 10 anstatt der Kombination des D-Schnittlochs und des D-Schnittabschnitts 10a sein. Die relative Drehung des Impellers 18 und der Welle 10 kann unter Verwendung eines Fixierstifts beschränkt werden.
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Wie in 5 gezeigt wird, sind in einer Umfangsrichtung der Hauptplatte 24 in Intervallen vier Durchlasswände 25 vorgesehen, und ein Fluiddurchlass 27 ist zwischen Durchlasswänden 25 definiert, die in der Umfangsrichtung nebeneinander liegen. Ein Einlassraum 28, der innerhalb der Durchlasswände 25 definiert ist, stellt durch den Fluiddurchlass 27 mit einem ringförmigen Raum, der zwischen den Durchlasswänden 25 und dem peripheren Wandabschnitt 17b der Pumpenumhüllung 17 definiert ist, eine Verbindung her. Gestrichelte Pfeile, die in 5 gezeigt werden, stellen eine Richtung dar, in welcher das Fluid durch eine Drehung des Impellers 18 in dem Fluiddurchlass 27 strömt. Durchgehende Pfeile, die in den Zeichnungen gezeigt werden, stellen die Drehrichtung des Impellers 18 dar.
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Die Seitenplatte 26 ist an einer Endoberfläche jeder der Durchlasswände 25 angebracht, die von der Hauptplatte abgewandt sind, um eine gegenüberliegende Seite des Fluiddurchlasses 27 gegenüber der Hauptplatte zu schließen. Entsprechend ist eine erste Seite des Fluiddurchlasses 27 durch die Seitenplatte 26 geschlossen und eine zweite Seite des Fluiddurchlasses 27 ist durch die Hauptplatte 24 geschlossen. Eine Einströmöffnung 26a (vergleiche die 3, 4), durch welche der Einströmkanal 21 mit dem Einströmraum 28 in Verbindung steht, ist an einem Mittelteil der Seitenplatte 26 vorgesehen, und die Einströmöffnung 26a ist ein Eingang des Impellers 18 für das Fluid. Das Fluid, das aufgrund der Drehung des Impellers 18 strömt, strömt ausgehend von dem Einströmkanal 21 durch die Einströmöffnung 26a in den Einströmraum 28, und ein Druck des Fluids steigt, wenn das Fluid aufgrund der Zentrifugalkraft durch den Fluiddurchlass 27 strömt. Das Fluid wird durch den Ausströmkanal 22 abgeführt, nachdem dieses aus dem Fluiddurchlass 27 zu der äußeren peripheren Seite des Impellers 18 strömt.
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Der Impeller 18 der ersten Ausführungsform beinhaltet einen Eingriffsabschnitt, der die Drehung des Impellers 18 beschränkt. Der Eingriffsabschnitt steht in Eingriff mit einer Befestigungseinspannvorrichtung, wenn der Impeller 18 durch Schrauben der Mutter 23 an dem Außengewindeabschnitt der Welle 10 befestigt ist. Der Eingriffsabschnitt ist ein Seitenplatten-Loch 29, das sich in einer Dickenrichtung der Seitenplatte 26 durch die Seitenplatte 26 erstreckt. Zum Beispiel sind zwei Seitenplatten-Löcher 29 an Positionen vorgesehen, die sich um 180 Grad voneinander unterscheiden, wie in 3 gezeigt wird. Die Anzahl der Seitenplatten-Löcher 29 ist nicht auf zwei beschränkt, und es können drei, vier, fünf oder mehr Seitenplatten-Löcher vorgesehen sein, wie in den 6, 7 gezeigt wird. Mehrere Seitenplatten-Löcher 29 sind vorzugsweise in regelmäßigen Intervallen in der Umfangsrichtung angeordnet, um so ein Drehgleichgewicht des Impellers 18 zu halten. Der Eingriffsabschnitt kann ein Seitenplatten-Loch 29 sein, das sich in der axialen Richtung des Impellers 18 durch die Seitenplatte 26 erstreckt. Ein axiales Loch bzw. Axial-Loch 25a, das ausgehend von einer Endoberfläche der Durchlasswand 25 gebohrt wurde, die gegenüber der Hauptplatte liegt, ist in der Durchlasswand 25 vorgesehen, und das axiale Loch 25a steht in Verbindung mit dem Seitenplatten-Loch 29. Das axiale Loch 25a kann zusammen mit dem Seitenplatten-Loch 29 als der vorstehend beschriebene Eingriffsabschnitt verwendet werden. Ein Innendurchmesser des axialen Lochs 25a ist der gleiche oder etwas größer als der des Seitenplatten-Lochs 29.
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Als nächstes wird das Verfahren zum Zusammenfügen des Motors 2 und der Pumpenanordnung 3 beschrieben werden. Der Motor 2 wird durch den Hersteller vorläufig zusammengebaut. Der Pumpenbasisabschnitt 16, der Impeller 18 und die Pumpenumhüllung 17 der Pumpenanordnung 3 werden in dieser Reihenfolge an dem Motor 2 eingepasst. Der Pumpenbasisabschnitt 16 ist durch Festziehen der Schraube 19 an dem Motorbasisabschnitt 14a befestigt. Der Pumpenbasisabschnitt 16 kann als ein Teil des Motorbasisabschnitts 14a vorgesehen sein. Das Eingriffsloch 24a der Hauptplatte 24 steht in Eingriff mit dem D-Schnittabschnitt 10a der Welle 10 und entsprechend ist der Impeller 18 an der Welle 10 eingepasst. Eine Bewegung des Impellers 18 hin zu der zweiten Seite der axialen Richtung ist durch einen Abstandshalter 30 (vergleiche 1) beschränkt, der zwischen dem Impeller 18 und dem Lager 8 eingeschoben ist. Wenn die Mutter 23 an den Außengewindeabschnitt der Welle 10 geschraubt ist, ist eine Drehung des Impellers 18 durch die untenstehend beschriebene Befestigungseinspannvorrichtung derart beschränkt, dass die Welle 10 durch einen Anzugsmoment der Mutter 23 gedreht wird.
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Die Befestigungseinspannvorrichtung beinhaltet eine Einspannvorrichtungsabdeckung 31, die eine Form aufweist, die der Pumpenumhüllung 17 ähnelt, außer dem Einströmkanal 21 und dem Ausströmkanal 22, wie in 1 gezeigt wird, und einen Einspannvorrichtungsstift 32, der an der Einspannvorrichtungsabdeckung 31 angebracht ist.
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Die Einspannvorrichtungsabdeckung 31 beinhaltet einen flachen Plattenabschnitt 31a, der dem lateralen Wandabschnitt 17a der Pumpenumhüllung 17 entspricht, und einen kreisförmigen Zylinderabschnitt 31b, der dem peripheren Wandabschnitt 17b der Pumpenumhüllung 17 entspricht. Ein axialer Endabschnitt des kreisförmigen Zylinderabschnitts 31b ist derart an dem Pumpenbasisabschnitt 16 eingepasst, dass eine Drehung des kreisförmigen Zylinderabschnitts 31b relativ zu dem Pumpenbasisabschnitt 16 beschränkt ist. Ein Einspannvorrichtungseinsetzloch 34, in welches eine Mutterbefestigungseinspannvorrichtung 33 eingefügt ist, ist an einem radialen Mittelteil des flachen Plattenabschnitts 31a vorgesehen, und ein Stiftbefestigungsloch 35, in welches der Einspannvorrichtungsstift 32 eingepasst ist, in einem radial äußeren Teil des Einspannvorrichtungseinsetzlochs 34 vorgesehen. Zwei Stiftbefestigungslöcher 35 sind an Positionen vorgesehen, die sich um 180 Grad voneinander unterscheiden, wobei die Positionen die gleichen sind wie das Seitenplatten-Loch 29 und das axiale Loch 25a in einer radialen Richtung.
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Die Mutterbefestigungseinspannvorrichtung 33 beinhaltet einen Buchsenabschnitt, der eine Kastenform aufweist, die zum Beispiel ein sechseckiges Loch definiert, und die Mutter 23 wird durch Drehen der Mutterbefestigungseinspannvorrichtung 33 in der Situation angezogen, in der das sechseckige Loch des Buchsenabschnitts 33a mit einer Außenperipherie der Mutter 23 in Eingriff steht. Der Einspannvorrichtungsstift 32 ist zum Beispiel durch Presspassen an dem Stiftbefestigungsloch 35 befestigt und ein Endabschnitt des Einspannvorrichtungsstifts 32, der ausgehend von dem Stiftbefestigungsloch 35 in ein Inneres der Einspannvorrichtungsabdeckung 31 hinein hervorsteht, ist dazu konfiguriert, in das Seitenplatten-Loch 29 und das axiale Loch bzw. Axial-Loch 25a eingefügt zu werden.
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Da die Drehung des Impellers 18 relativ zu der Welle 10 beschränkt ist, ist die Drehung der Welle 10 durch das Beschränken der Drehung des Impellers 18 beschränkt, indem der Einspannvorrichtungsstift 32 in das Seitenplatten-Loch 29 und das axiale Loch 25a eingefügt wird. Folglich ist die Welle 10 durch Schrauben der Mutter 23 mit der Mutterbefestigungseinspannvorrichtung 33 an dem Impeller 18 befestigt. Zuletzt wird die Befestigungseinspannvorrichtung gelöst und die Pumpenumhüllung 17 wird an den Pumpenbasisabschnitt 16 angebracht, um den Zusammenbau der Pumpenanordnung 3 abzuschließen.
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Effekte der ersten Ausführungsform
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Bei der Zentrifugalpumpe 1 der ersten Ausführungsform kann, da die Drehung des Impellers 18 durch das Einfügen des Einspannvorrichtungsstifts 32 in das Seitenplatten-Loch 29 und das axiale Loch bzw. Axial-Loch 25a beschränkt ist, die Drehung der Welle 10 beschränkt werden, wenn der Impeller 18 mit der Mutter 23 an der Welle 10 befestigt ist. Das axiale Loch bzw. Axial-Loch 25a, das in der Durchlasswand 25 vorgesehen ist, überlappt nicht mit dem Fluiddurchlass 27, der zwischen den Durchlasswänden 25 definiert ist. Das heißt, dass das axiale Loch 25a nicht mit dem Fluiddurchlass 27 in Verbindung steht. Entsprechend verringert das axiale Loch 25a, das in der Durchlasswand 25 vorgesehen ist, nicht den Effekt zur Erhöhung des Drucks des Fluids, das durch den Fluiddurchlass 27 strömt.
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Die Positionen des Seitenplatten-Lochs 29 und des axialen Lochs 25a sind nicht auf die innere periphere Seite des Impellers 18 beschränkt. Das Seitenplatten-Loch 29 und das axiale Loch 25a können sich an Positionen befinden, an denen das Seitenplatten-Loch 29 und das axiale Loch 25a nicht das Festziehen der Mutter 23 stören, und entsprechend kann die Baufähigkeit verbessert werden.
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Wenn der Impeller 18 mit der Mutter 23 an der Welle 10 befestigt ist, ist es nicht notwendig, auf beiden Seiten der axialen Richtung zu arbeiten. Das heißt, dass der Betrieb zum Festziehen der Mutter 23 nach dem Anbringen des Impellers 18 an der Welle 10 und der Betrieb zum Beschränken der Drehung des Impellers 18 durch Einfügen des Einspannvorrichtungsstifts 32 in das Seitenplatten-Loch 29 und das axiale Loch 25a auf der gleichen Seite (der ersten Seite) der axialen Richtung vorgenommen werden können, und entsprechend kann die Baufähigkeit verbessert werden.
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Da der Motor 2, der durch einen Hersteller produziert wird und der eine garantierte Qualität aufweist, bei der Zentrifugalpumpe 1 der ersten Ausführungsform verwendet werden kann, wird kein Leistungs- bzw. Performancetest des Motors 2 benötigt, bei welchem die Endabdeckung 15 nach dem Befestigen des Impellers 18 an der Welle 10 durch die Mutter 23 gelöst wird. Folglich kann der Zusammenbauschritt der Zentrifugalpumpe 1 vereinfacht werden und Kosten von Defekten können aufgrund der Abnahme von Raten an Ausschuss verringert werden.
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Nachfolgend werden andere Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beschrieben werden.
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Einem Teil, das einer Sache entspricht, die bei der ersten Ausführungsform beschrieben wurde, kann das gleiche Bezugszeichen zugeordnet werden wie bei der ersten Ausführungsform, und die überflüssige Beschreibung für das Teil kann weggelassen sein.
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Zweite Ausführungsform
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Eine Zentrifugalpumpe 1 einer zweiten Ausführungsform beinhaltet einen Bohrraum 25b, der in der Durchlasswand 25 vorgesehen ist, wie in 8 gezeigt wird. Der Bohrraum 25b ist ein Raum, der ausgebildet ist, indem ein Material der Durchlasswand 25 teilweise entfernt wird. Der Bohrraum 25b ist ein geschlossener Raum und eine äußere Form der Durchlasswand 25 und eine Form des Fluiddurchlasses 27 wird nicht durch den Bohrraum 25b beeinflusst. Eine erforderliche Steifigkeit der Durchlasswand 25 wird sichergestellt. Der Bohrraum 25b ist in einem Teil vorgesehen, in dem das axiale Loch 25a nicht vorgesehen ist. Das heißt, der Bohrraum 25b ist derart vorgesehen, dass ein ringförmiger Wandabschnitt um das axiale Loch 25a herum bleibt. Der Bohrraum 25b kann innerhalb der Durchlasswand 25 vorgesehen sein.
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Gemäß der Zentrifugalpumpe 1 der zweiten Ausführungsform kann, da die Drehung des Impellers 18 durch das Einfügen des Einspannvorrichtungsstifts 32 in das Seitenplatten-Loch 29 und das axiale Loch 25a beschränkt ist, so wie bei der ersten Ausführungsform, die Drehung der Welle 10 beschränkt werden, wenn der Impeller 18 mit der Mutter 23 an der Welle 10 befestigt ist. Entsprechend können die gleichen Effekte wie bei der ersten Ausführungsform erhalten werden. Überdies kann, da das Gewicht des Impellers 18 durch Vorsehen des Bohrraums 25b in der Durchlasswand 25 verringert werden kann, ein elektrischer Verbrauch des Motors 2 verringert werden, und entsprechend kann ein Energiespareffekt erhalten werden.
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Da der ringförmige Wandabschnitt um das axiale Loch 25a herum bleibt, selbst wenn der Bohrraum 25b in der Durchlasswand 25 vorgesehen ist, kann eine Verformung der Seitenplatte 26 zum Beispiel während des Einfügens des Einspannvorrichtungsstifts 32 in das Seitenplatten-Loch 29 beschränkt werden.
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Dritte Ausführungsform
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Eine Zentrifugalpumpe 1 einer dritten Ausführungsform beinhaltet einen Bohrraum 25b in der Durchlasswand 25, ähnlich wie bei der zweiten Ausführungsform. Die dritte Ausführungsform unterscheidet sich in einem Punkt von der zweiten Ausführungsform, in dem eine Rippenwand 36 mit einer kreisförmigen Zylinderform innerhalb des Bohrraums 25b vorgesehen ist, wie in 9 gezeigt wird, und ein Innenraum der Rippenwand 36 als das axiale Loch 25a verwendet wird. Die Rippenwand 36 kann integral mit der Hauptplatte 24 vorgesehen sein, wie in 10 gezeigt wird, und eine Endoberfläche der Rippenwand 36 gegenüber der Hauptplatte steht in Kontakt mit der Seitenplatte 26. Die Rippenwand 36 ist von einer Wandoberfläche beabstandet, die den Bohrraum 25b definiert, wie in 9 gezeigt wird. Das heißt, dass zwischen der Wandoberfläche, die den Bohrraum 25b und die Rippenwand 36 definiert, ein Zwischenraum sichergestellt ist. Nachfolgend wird die Wandoberfläche, die den Bohrraum 25b definiert, als eine Innenwandoberfläche 25c bezeichnet.
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Entsprechend der vorstehend beschriebenen Konfigurationen wird, da die Rippenwand 36 dazu in der Lage ist, einen Anzugsmoment der Mutter 23 aufzunehmen, wenn der Impeller 18 mit der Mutter 23 an der Welle 10 befestigt ist, die Beanspruchung bzw. Belastung nicht auf die Innenwandoberfläche 25c ausgeübt, und entsprechend kann eine Verformung der Durchlasswand 25 verhindert werden. Überdies wird, da eine Verformung des Fluiddurchlasses 27 notwendigerweise aufgrund der Verhinderung der Verformung der Durchlasswand 25 verhindert wird, ein Effekt der Erhöhung eines Drucks des Fluids, das durch den Fluiddurchlass 27 strömt, nicht verringert. Da die Rippenwand 36 sich derart innerhalb des Bohrraums 25b erstreckt, dass die Endoberfläche der Rippenwand 36 gegenüber der Hauptplatte mit der Seitenplatte 26 in Kontakt steht, wird eine Verformung der Seitenplatte 26 ebenfalls verhindert.
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Vierte Ausführungsform
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Bei der Zentrifugalpumpe 1 einer vierten Ausführungsform erstreckt sich die Rippenwand 36 innerhalb des Bohrraums 25b ähnlich wie bei der dritten Ausführungsform. Die vierte Ausführungsform unterscheidet sich darin von der dritten Ausführungsform, dass die Rippenwand 36 keine kreisförmige Zylinderform aufweist und die Rippenwand 36 lediglich auf einer Seite vorgesehen ist, welche den Anzugsmoment der Mutter 23 aufnimmt, wie in 11 gezeigt wird. Der Anzugsmoment der Mutter 23 wird in einer entgegengesetzten Richtung ausgehend von der Drehrichtung des Impellers 18 ausgeübt, der durch einen durchgehenden Pfeil in 11 dargestellt wird (in den Zeichnungen im Gegenuhrzeigersinn). Die Rippenwand 36, die in 11 gezeigt wird, weist eine Bogenform auf, diese ist aber nicht auf eine Bogenform beschränkt, und jede beliebige Form, die dazu in der Lage ist, den Anzugsmoment der Mutter 23 aufzunehmen, ist annehmbar. Die vierte Ausführungsform unterscheidet sich lediglich hinsichtlich der Form der Rippenwand 36 von der dritten Ausführungsform, und es können die gleichen Effekte wie bei der dritten Ausführungsform erhalten werden.
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Fünfte Ausführungsform
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Bei der Zentrifugalpumpe 1 einer fünften Ausführungsform weist die Innenwandoberfläche 25c des Bohrraums 25b eine Funktion der Rippenwand 36 auf, anstatt die Rippenwand 36 vorzusehen, die bei den dritten und vierten Ausführungsformen beschrieben wird. Das heißt, dass ein Teil einer Außenperipherie des Einspannvorrichtungsstifts 32 mit der Innenwandoberfläche 25c kontaktiert, wie in 12 gezeigt wird. In diesem Fall kann, da es nicht notwendig ist, die Rippenwand innerhalb des Bohrraums 25b vorzusehen, das Gewicht des Impellers 18 weiter verringert werden.
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Die Durchlasswand 25, welche die Rippenwand 36 innerhalb des Bohrraums 25b beinhaltet, und die Durchlasswand 25, welche die Rippenwand 36 innerhalb des Bohrraums 25b nicht beinhaltet, sind nicht vermischt, und alle der vier Durchlasswände 25 weisen die gleiche Form auf. Entsprechend ist der Impeller 18 vorgesehen, der ein gutes Drehgleichgewicht aufweist.
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Sechste Ausführungsform
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Bei der Zentrifugalpumpe 1 gemäß einer sechsten Ausführungsform erstreckt sich ein Seitenplatten-Vorsprung 37 ausgehend von einer Oberfläche der Seitenplatte 26 gegenüber der Durchlasswand, wie in 13 gezeigt wird, und der Seitenplatten-Vorsprung 37 wird als der Eingriffsabschnitt der vorliegenden Offenbarung verwendet. Zwei Seitenplatten-Vorsprünge 37 sind an Positionen vorgesehen, die sich um 180 Grad voneinander unterscheiden, wie in den 14, 15 gezeigt wird. Drei Seitenplatten-Vorsprünge 37 können in der Umfangsrichtung der Seitenplatte in Intervallen von 120 Grad vorgesehen sein, wie in 16 gezeigt wird. Vier Seitenplatten-Vorsprünge 37 können in der Umfangsrichtung in Intervallen von 90 Grad vorgesehen sein. Fünf oder mehr Seitenplatten-Vorsprünge 37 können in der Umfangsrichtung in regelmäßigen Intervallen angeordnet sein.
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Ein Positionierungsvertiefungsabschnitt 31c, der dazu konfiguriert ist, mit den Seitenplatten-Vorsprüngen 37 in Eingriff zu stehen, ist in dem flachen Plattenabschnitt 31a der Einspannvorrichtungsabdeckung 31 vorgesehen, wie in 13 gezeigt wird. Da die Drehung des Impellers 18 durch den Eingriff des Seitenplatten-Vorsprungs 37 und des Positionierungsvertiefungsabschnitts 31c beschränkt ist, kann die Drehung der Welle 10 beschränkt werden, wenn der Impeller 18 durch die Mutter 23 an der Welle 10 befestigt ist. Dementsprechend können die gleichen Effekte wie bei der ersten Ausführungsform erhalten werden. Bei den Konfigurationen der sechsten Ausführungsform wird, da es nicht notwendig ist, das axiale Loch 25a in der Durchlasswand 25 vorzusehen, der Anzugsmoment der Mutter 23 nicht auf die Durchlasswand 25 ausgeübt, und entsprechend wird der Effekt der Erhöhung vom Druck des Fluids, das durch den Fluiddurchlass 27 strömt, nicht verringert. Da der Seitenplatten-Vorsprung 37 integral mit der Seitenplatte 26 vorgesehen ist, können die Seitenplatten-Vorsprünge 37 in einfacher Weise ausgebildet werden.
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Siebte Ausführungsform
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Bei einem Impeller 18 gemäß einer siebten Ausführungsform ist in einer Außenperipherie der Seitenplatte 26 eine Eingriffsoberfläche 38 vorgesehen, wie in 19 gezeigt wird, und die Eingriffsoberfläche 38 wird als der Eingriffsabschnitt der vorliegenden Offenbarung verwendet. Die Eingriffsoberfläche 38 weist eine Form auf, die ausgebildet wird, indem zum Beispiel ein Teil der Außenperipherie der Seitenplatte 26 ausgeschnitten wird, und zwei Eingriffsoberflächen 38 sind an Teilen der Seitenplatte vorgesehen, die sich um 180 Grad voneinander unterscheiden. Die Eingriffsoberfläche 38 befindet sich nicht innerhalb der Außenperipherie der Durchlasswand 25, wie in 20 gezeigt wird. Das heißt, dass die Außenperipherie der Durchlasswand 25 sich nicht ausgehend von der Eingriffsoberfläche 38 nach außen erstreckt.
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Die Einspannvorrichtungsabdeckung 31 weist einen Eingriffsstufenabschnitt 31d auf, der mit der Eingriffsoberfläche 38 in Eingriff steht, wie in 18 gezeigt wird. Da der Eingriff der Eingriffsoberfläche 38 und des Eingriffsstufenabschnitts 31d die Drehung des Impellers 18 beschränkt, kann die Drehung der Welle 10 verhindert werden, wenn der Impeller 18 durch die Mutter 23 an der Welle 10 befestigt ist, und entsprechend können die gleichen Effekte wie bei der ersten Ausführungsform erhalten werden. Überdies stört, da die Eingriffsoberfläche 38 in einer Außenperipherie der Seitenplatte 26 positioniert ist, der Eingriffsstufenabschnitt 31d, der in Eingriff mit der Eingriffsoberfläche 38 steht, nicht das Festziehen der Mutter 23.
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Drei Eingriffsoberflächen 38 können in der Umfangsrichtung der Seitenplatte 26 in Intervallen von 120 Grad vorgesehen sein, wie in 21 gezeigt wird. Vier Eingriffsoberflächen 38 können in der Umfangsrichtung in Intervallen von 90 Grad vorgesehen sein, wie in 22 gezeigt wird. Fünf oder mehr Eingriffsoberflächen 38 können in der Umfangsrichtung in regelmäßigen Intervallen vorgesehen sein.
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Achte Ausführungsform
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Ein Impeller 18 einer achten Ausführungsform beinhaltet in der Außenperipherie der Seitenplatte 26 eine Kerbe 39, wie in 24 gezeigt wird, und die Kerbe 39 wird als der Eingriffsabschnitt der vorliegenden Offenbarung verwendet. Die Kerbe 39 weist eine Form auf, die durch Ausschneiden der Seitenplatte 26 ausgehend von einem äußeren peripheren Ende nach innen ausgebildet ist, sodass diese eine rechteckige Form ist, und zwei Kerben 39 sind zum Beispiel an Positionen vorgesehen, die sich um 180 Grad voneinander unterscheiden. Die Kerbe 39 befindet sich nicht innerhalb der Außenperipherie der Durchlasswand 25. Das heißt, dass die Außenperipherie der Durchlasswand 25 sich nicht ausgehend von einem innersten Teil der Kerbe 39 nach außen erstreckt.
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Die Einspannvorrichtungsabdeckung 31 beinhaltet einen Eingriffsvorsprungsabschnitt 31e, der dazu konfiguriert ist, mit der Kerbe 39 in Eingriff zu stehen, wie in 23 gezeigt wird. Da der Eingriff der Kerbe 39 und des Eingriffsvorsprungsabschnitts 31e die Drehung des Impellers 18 beschränkt, kann die Drehung der Welle 10 verhindert werden, wenn der Impeller 18 durch die Mutter 23 an der Welle 10 befestigt ist, und entsprechend können die gleichen Effekte wie bei der ersten Ausführungsform erhalten werden. Da die Kerbe 39 sich auf der Außenperipherie der Seitenplatte 26 befindet, stört der Eingriffsvorsprungsabschnitt 31e, der in Eingriff mit der Kerbe 39 steht, nicht das Festziehen der Mutter 23.
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Drei Kerben 39 können in der Umfangsrichtung der Seitenplatte 26 in Intervallen von 120 Grad vorgesehen sein, wie in 26 gezeigt wird. Vier Kerben können in der Umfangsrichtung in Intervallen von 90 Grad vorgesehen sein, wie in 27 gezeigt wird. Fünf oder mehr Kerben können in der Umfangsrichtung in regelmäßigen Intervallen vorgesehen sein.
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Modifikationen
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Der Motor 2 der ersten Ausführungsform beinhaltet innerhalb des Motorgehäuses das Substrat 6, aber der Motor 2 kann das Substrat 6 auch nicht aufweisen. Bei den zweiten bis fünften Ausführungsformen beinhalten alle der vier Durchlasswände 25 den Bohrraum 25b, aber der Bohrraum 25b kann lediglich in zwei Durchlasswänden 25 vorgesehen sein, die den Seitenplatten-Löchern 29 entsprechen.
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Obwohl die vorliegende Offenbarung in Verbindung mit deren bevorzugten Ausführungsformen vollständig beschrieben wurde, ist zu beachten, dass verschiedene Änderungen und Modifikationen für die Fachleute naheliegend sein werden. Überdies sind andere Kombinationen und Konfigurationen, die weitere, weniger oder lediglich ein einziges Element beinhalten, ebenfalls im Geist und Umfang der vorliegenden Offenbarung beinhaltet.
