DE19921765A1 - Seitenkanalmaschine - Google Patents

Abstract

Um den Wirkungsgrad einer Seitenkanalmaschine bei gleichzeitig reduziertem Montage- und Fertigungsaufwand zu verbessern, wird eine Seitenkanalmaschine vorgeschlagen, mit wenigstens einem in seinem Gehäuse (1, 2) drehbar angeordneten Laufrad (4), das einen mit Förderschaufeln besetzten Tragring (5) aufweist, der ein ihn tragendes und mit einer Antriebswelle verbindendes Nabenteil zumindest auf seiner Seite axial bezüglich der Laufradachse überragt, wobei zumindest im Bereich des Tragringes (5) zwischen dem Laufrad (4) und dem Gehäuse (1, 2) bestehenden Spaltes (3) wenigstens eine kantenbildende Kontur (7) vorgesehen ist, die der Abdichtung dieses Spaltes (3) dient, wobei die Kontur (7) in das Gehäuse und/oder den Tragring (5) eingearbeitet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Seitenkanalmaschine.

Aus der DE-A 22 44 933 ist ein Seitenkanalverdichter bekannt, bei dem ein Band in eine im Gehäuse vorgesehene Ringnut ein­ gelegt ist, das sich gegen die Stirnseite des Tragringes er­ streckt. Das Band wird dabei in der Ringnut derart ausgerich­ tet, daß sich ein möglichst kleiner Spalt zwischen der Stirn­ seite des Tragringes und dem aus der Ringnut vorstehenden En­ de des Bandes ergibt. Dadurch sollen die sogenannten Spalt­ verluste möglichst klein gehalten werden. Nachteilig dabei ist, daß die Fertigung einer derartigen Abdichtungsvorrich­ tung sehr aufwendig ist. Das Ausrichten des Bandes zur Erzie­ lung eines gleichmäßigen und engen Spaltes bereitet dabei er­ hebliche Schwierigkeiten. In Umfangsrichtung des Seitenkanal­ verdichters verbleibt an der Stoßstelle Band - Tragring ein Spalt, der weiterhin zu Druckverlusten führt.

Aus der EP 0 708 248 A2 ist ein Seitenkanalverdichter be­ kannt, der am Innenumfang des axial überstehenden Teiles des Tragringes einen sich radial erstreckenden Dichtungsring auf­ weist, der an dem axial überstehenden Teil des Tragringes an­ liegt und mittels eines Halteringes gegen eine am Gehäuse des Seitenkanalverdichters vorgesehene Anlagefläche eingespannt gehalten ist. Nachteilig dabei ist die aufwendige Fertigung und der große Teileaufwand zur Realisierung einer derartigen Abdichtungsvorrichtung.

Der Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, eine Sei­ tenkanalmaschine so auszubilden, daß sich eine verbesserte Abdichtung des Seitenkanals und eine damit verbundene Wir­ kungsgraderhöhung der Seitenkanalmaschine bei geringerem Mon­ tage- und Fertigungsaufwand ergibt.

Die Lösung der gestellten Aufgabe gelingt erfindungsgemäß durch eine Seitenkanalmaschine, mit wenigsten einem in sei­ nem Gehäuse drehbar angeordneten Laufrad, das einen mit För­ derschaufeln besetzten Tragring aufweist, der ein ihn tragen­ des und mit einer Antriebswelle verbindendes Nabenteil zumin­ dest auf eine Seite axial bezüglich der Laufradachse über­ ragt, wobei zumindest im Bereich des Tragringes zwischen dem Laufrad und dem Gehäuse bestehenden Spaltes wenigstens eine kantenbildende Kontur vorgesehen ist, die der Abdichtung die­ ses Spaltes dient, wobei die Kontur in das Gehäuse und/oder den Tragring eingearbeitet ist.

Durch die erfindungsgemäße Anordnung einer derartigen Kontur im Bereich des Spaltes, ist eine leistungsfähige und lang­ zeitstabile Abdichtungsvorrichtung geschaffen. Ein Vorteil dabei ist, daß zur Herstellung einer derartigen Abdichtungs­ vorrichtung keine zusätzlichen Teile eingesetzt, fixiert und montiert werden müssen. Somit reduziert sich die Montagezeit als auch der Aufwand der Lagerhaltung für derartige Abdich­ tungvorrichtungen. Während des Betriebes der Seitenkanalma­ schine, der eine Erwärmung der Komponenten insbesondere des Tragrings und Gehäuses der Seitenkanalmaschine zur Folge hat, ergaben Versuche eine nahezu temperaturunabhängige Spaltab­ dichtung. Somit liegen insbesondere bei gleichen Materialien von Tragring und Gehäuse gleiche Ausdehnungskoeffizienten vor, und damit unabhängig von der Betriebszeit der Seitenka­ nalmaschine ein Dichtungssystem, das eine langzeitstabile Kennlinie der Seitenkanalmaschine während ihrer Betriebszeit gewährleistet. Eine ungewollte Veränderung des Arbeitspunktes der Seitenkanalmaschine mit zunehmender Betriebsdauer ist da­ mit nahezu ausgeschlossen, da keine Reibungseffekte zwischen den die Abdichtungsvorrichtung bildenden Komponenten auftre­ ten.

Um eine wirkungsvolle Abdichtung des Spaltes zu erhalten, setzt sich der Verlauf der Kontur im wesentlich in Umfangs­ richtung der Seitenkanalmaschine fort.

Die Kontur weist vorteilhafterweise einen rechteckigen, tra­ pezförmigen und/oder dreieckförmigen Verlauf auf. Die Formge­ bung der Kontur hängt dabei u. a. von dem gewählten Herstel­ verfahren, den zu fördernden Medien als auch vom Material des Gehäuses und/oder Tragrings ab.

Die Kontur selbst, weist in einer anderen vorteilhaften Aus­ führung am Gehäuse oder am Tragring einen treppenförmigen Verlauf auf.

Die Kontur an Gehäuse und/oder Tragring ist vorteilhafterwei­ se dort plaziert, wo die Herstellung besonders einfach und mit geringem Aufwand zu realisieren ist und sich die Dicht­ wirkung am besten entfaltet.

Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gemäß Merkmalen der Unteransprüche werden im fol­ genden anhand schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele in der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:

Fig. 1 einen Teillängsschnitt einer zweiflutigen Seitenkanal­ maschine,

Fig. 2 bis Fig. 10 Detailausschnitte X und Y der Dichtungsan­ ordnung einer zweiflutigen Seitenkanalmaschine.

Das Gehäuse einer zweiflutigen Seitenkanalmaschine gemäß Fig. 1 wird im wesentlichen durch zwei Gehäusehälften 1, 2 gebil­ det. Die Gehäusehälften 1 und 2 umschließen ein Laufrad 4, das auf einer in der Zeichnung nicht näher dargestellten An­ triebswelle angeordnet ist. Das Laufrad 4 weist an seinem Au­ ßenumfang einen Tragring 5 auf, an dem die Förderschaufeln 6 des Laufrades 4 angeordnet sind. Der Tragring 5 ist in einem auf der Antriebswelle aufgesteckten und drehfest mit diesem verbundenen, nicht näher dargestellten, Nabenteil angeordnet. Zwischen Tragring 5 und einer der Gehäusehälften 1 oder 2 be­ findet sich ein Spalt 3, der zu Spaltverlusten führt und den es gilt im Betrieb abzudichten. An dem Tragring 5 ist auf je­ der Stirnseite eine Eckaussparung X, Y vorgesehen, in der sich vorteilhafterweise eine in Umfangsrichtung verlaufende Kontur des Tragrings und/oder Gehäuses befindet. Die Konturen sind insbesondere in diesen Eckaussparungen einfach durch Drehen oder Fräsen herzustellen.

Fig. 2 bis Fig. 6 zeigen Möglichkeiten derartige Konturen 7 mit im wesentlichen rechteckigem Verlauf auszubilden. Die Kontur 7 kann ebenso einen dreieckigen oder trapezförmigen Verlauf­ aufweisen. Ebenso sind beliebige Kombinationen dieser Kontu­ ren 7 möglich. Entscheidend aber ist, daß sich Kanten im Be­ reich dieses Spaltes 3 ausbilden, so daß sich die Wirkung ei­ ner Labyrinthdichtung einstellt. Erfindungsgemäß wird dabei als Kante bereits eine Kontur mit Radius von ca. 0,5 mm oder kleiner definiert, wobei sich mit "schärferer" Kante eine vergleichsmäßig bessere Dichtwirkung einstellt.

Fig. 7 und Fig. 8 zeigen im Prinzip treppenförmig angeordnete Konturen 7, die im wesentlichen eine Wiederholung eines vorab bereits vorhandenen Konturenverlaufs darstellen und so die Labyrinthdichtwirkung verstärken.

Fig. 9 und Fig. 10 zeigen weiterführende Konturenausbildungen, die aber ebenfalls wie die vorher beschriebenen Konturenver­ läufe der Abdichtung des Spaltes 3 dienen.

Durch die Gestaltung der Konturen 7 am Tragring 5 und/oder an den Gehäusehälften 1, 2 wird die Montage eines derartigen Seitenkanalverdichters wesentlich vereinfacht.

Fig. 3 und Fig. 5 eignen sich insbesondere für unterschiedliche Materialien von Gehäuse und Tragring 5, da bei unterschiedli­ che Ausdehnungskoeffizienten (insbesondere η_Gehäuse < η_Tragring) aufgrund der lichten Weite des gewundenen Spaltes 3 außer der Labyrinthdichtwirkung auch ein Reibkontakt einer Gehäusehälf­ te 1, 2 mit dem Tragring 5 auch bei längeren Betriebszeiten der Seitenkanalmaschine unterbleibt.

Es müssen während den Montage- oder Wartungsarbeiten keine zusätzliche Dichtelemente in den Spalt 3 eingebracht und fi­ xiert werden. Auch im Betrieb der Seitenkanalmaschine stellt sich eine mehr als ausreichende Dichtwirkung ein, da die thermischen Ausdehnungskoeffizienten der Materialien von Ge­ häusehälften 1, 2 und Tragring 5 nahezu identisch sind. Bei identischen Materialien sind die Ausdehnungskoeffizienten gleich und es stellt sich damit eine erneut verbesserte Dichtwirkung ein.

Somit kann auch über einen längeren Betriebszeitraum eine stabile Betriebskennlinie der Seitenkanalmaschine gewährlei­ stet werden.

Claims (6)

1. Seitenkanalmaschine, mit wenigstens einem in seinem Gehäu­ se (1, 2) drehbar angeordneten Laufrad (4), dass einen mit För­ derschaufeln besetzten Tragring (5) aufweist, der ein ihn tragendes und mit einer Antriebswelle verbindendes Nabenteil zumindest auf einer Seite axial bezüglich der Laufradachse überragt, wobei zumindest im Bereich des Tragringes (5) zwi­ schen dem Laufrad (4) und dem Gehäuse (1, 2) bestehenden Spal­ tes (3) wenigstens eine kantenbildende Kontur (7) vorgesehen ist, die der Abdichtung dieses Spaltes (3) dient, wobei die Kontur (7) in das Gehäuse und/oder den Tragring (5) eingear­ beitet ist.

2. Seitenkanalmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Verlauf der Kon­ tur (7) im wesentlichen in Umfangsrichtung der Seitenkanalma­ schine fortsetzt.

3. Seitenkanalmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich der in Umfangsrich­ tung fortsetzende Verlauf der Kontur (7) zumindest einen Teil des Umfang der Seitenkanalmaschine einnimmt.

4. Seitenkanalmaschine nach einem oder mehreren der vorherge­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß die Kontur (7) zumindest einen rechteckigen und/oder trapezförmigen und/oder dreiecksförmigen Verlauf aufweist.

5. Seitenkanalmaschine nach einem oder mehreren der vorherge­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß die Kontur (7) im wesentlichen treppenförmig verläuft.

6. Seitenkanalmaschine nach einem oder mehreren der vorherge­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß die Kontur (7), insbesondere an den Anfangs- und/oder Endbereichen des Spaltes (3) ausgebildet ist.