DE3628667C2 - Rotor-Stator-Maschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Rotor-Stator-Maschine nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Eine solche Rotor-Stator- Maschine ist aus der DE 33 42 304 A1 bekannt.

Bei der aus der DE 33 42 304 A1 bekannten Vorrichtung sind die Werkzeuge so angeordnet, daß sich zwischen den Grundflä­ chen der Vertiefungen und den Kopfflächen der Ringe Spalte bilden, die durch ihre Anordnung bedingt nicht verhindern können, daß Teile des zu behandelnden Gutes auf dem Wege vom Maschineneintritt zum Austritt durch die Spalte strömt, ohne von den Werkzeugen bearbeitet zu werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Rotor-Stator- Maschine der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der durch einfache konstruktive Maßnahmen die Effektivität der Maschine verbessert wird.

Diese Aufgabe wird anspruchsgemäß gelöst.

Gemäß der vorliegenden Erfindung werden versetzte Spalte mit Schikanen gebildet, so daß das Gut nicht mehr unbehindert vom Eintritt zum Austritt strömen kann.

Die Unteransprüche sind auf Merkmale bevorzugter Ausfüh­ rungsformen gerichtet.

Mit dieser Ausgestaltung der Maschine wird erreicht, daß das zu behandelnde Gut auf seinem Weg vom Eintritt in die Ma­ schine zum Austritt im Kantenbereich der Werkzeuge zwangs­ weise umgelenkt wird. Dadurch wird verhindert, daß ein Teil der Partikel ohne Berührung der Werkzeuge und damit unbehan­ delt vom Eintritt zum Austritt gelangen kann. Durch die jeweiligen Schikanen von Ringstufe zu Ringstufe entstehen Mikrowirbel und Kantenprall mit einer Mikrokavitation. Dadurch und durch eine sich zusätzlich bildende Retentions­ wirkung wird die Effektivität der Maschine erhöht.

Die konstruktive Gestaltung der Maschine ist in den Zeich­ nungen 1 bis 3 dargestellt und nachfolgend beschrieben. Es neigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch die Rotor-Stator-Maschine im oberen Teil mit Stutzen und Flansch, im unteren mit Blockflansch,

Fig. 2 einen vergrößerten Ausschnitt im Bereich der Werkzeuge,

Fig. 3 eine weitere Ausgestaltung der Werk­ zeuge hinsichtlich des Zahngrundes.

Die Rotor-Stator-Maschine besteht aus einem Gehäuse, das gleichzeitig den Stator 2 bildet, einem Rotor 3 und den Werkzeugen in Form von Ringen 11 und 12, die zur Erzeugung der Scherkräfte mit Verzahnungen bzw. Zahnkranzprofilen versehen sind. Die Statorringe 11a, 11b, 11c und 11d sind am Sta­ tor 2 befestigt, die Rotorringe 12a, 12b, 12c und 12d auf dem Rotor, der über die Welle 4 von einem nicht dargestellten Motor angetrieben wird. Der Einlauf für das zu behandelnde Gut ist mit 5 und der Auslauf für das behandelte Gut mit 6 bezeich­ net.

Des zu behandelnde Gut tritt bei 5a in den Bereich der Werkzeuge ein und verläßt sie bei 6a, um über den Auslauf 6 in die nicht dargestellte Leitung für den Weitertransport zu gelangen. Der Einlauf 5 ist in Fig. 1, obere Hälfte, entsprechend dem derzei­ tigen Stand der Technik mit einem Stutzen 7 und einem Flansch 8 versehen. In der unteren Hälfte von Fig. 1 ist der Einlauf nach der Erfindung durch einen mit dem Stator eine Einheit bildenden Block­ flansch geformt, was zu einer sehr vorteilhaften, kompakten Bauweise der Maschine führt.

Ein Beispiel für die erfindungsgemäße Ausbildung der Werkzeuge ist in Fig. 2 dargestellt. Diese be­ stehen im wesentlichen aus den gestaffelten Ringen 11 und 12 des Stators 2 bzw. des Rotors 3, in die die Werkzeugkammern 1 eingefräst oder eingegossen sind. Die einzelnen Ringe weisen Vertiefungen 13 und 14 auf, in die die jeweils gegenüberliegenden Ringe hineinragen. Sowohl der Stator 2 als auch der Rotor 3 bilden mit ihren Werkzeugen theore­ tische, konische Oberflächen 23 bzw. 26, in die die Vertiefungen hineingebracht sind, so daß die Ringe mit ihren Werkzeugkammern in eingebautem Zustand ineinandergreifen. Zwischen den Grund­ flächen 21 und 22 und den Kopfflächen 16 bzw. 15 werden dabei die Spalte 17 bzw. 18 gebildet. Sind diese Spalte parallel und liegen wie üblich von innen nach außen auf einer Linie, so strömt ein Teil des Gutes auf seinem Weg vom Eintritt zum Aus­ tritt nahezu unbehindert durch diese Spalte, ohne von den Werkzeugen bearbeitet zu werden.

Erfindungsgemäß sind die Spalte 17 zwischen den Grundflächen 21 der Statorringe 11 und den Kopf­ flächen 16 der Rotorringe 12 von innen nach außen versetzt angeordnet. Entsprechendes gilt für die Spalte 18 zwischen den Grundflächen 22 der Rotor­ ringe und den Kopfflächen 15 der Statorringe. An den dadurch entstehenden Schikanen wird das zu be­ handelnde Gut von Ringstufe zu Ringstufe zwangs­ weise umgelenkt.

Die Spalte können nun erfindungsgemäß mit der Achse der Welle 4 einen rechten und/oder spitzen Winkel bilden. So sind in Fig. 2 zwei Alternativen darge­ stellt: Spalte 17 bildet einen spitzen Winkel zur Achse der Welle, Spalte 18 hingegen einen rechten; auch die Kombination von spitz- und rechtwinkliger Anordnung ist denkbar.

Wesentlich ist, daß die Spalte 17 und 18 nicht je­ weils auf einer Linie von innen nach außen sondern gegeneinander versetzt angeordnet sind. Eine ver­ setzte Anordnung kann auch dadurch erreicht werden, daß von der gedachten theoretischen, konischen Oberfläche 23 der Rotorringe 12 ausgehend die Kopf­ flächen 16a und 16b der Ringe 12a bzw. 12b usw. vom äußeren Ring 12a zur Achse 4 hin jeweils um ein größer werdendes Maß 19 bzw. 20 versetzt sind und damit eine Stufenform bilden. Die den Ringen 12 je­ weils gegenüberliegenden Vertiefungen der Stator­ ringe 13 müssen entsprechend zunehmend versetzt ausgeführt sein. Für die Spalte 18 zwischen den Grundflächen 22 der Rotorringe und den Kopfflächen 15 der Statorringe gilt Entsprechendes.

Die einzelnen Ringe 11 und 12 sind mit zusätzlichen Ausnehmungen versehen, so daß einzelne Zähne ge­ bildet werden. Es ist erfindungsgemäß vorgesehen, die Zahngründe 24 und 25 der einzelnen Zahnlücken eines jeden Ringes konkav auszubilden. Durch diese Maß­ nahme können die Zähne vorteilhaft mit einem ein­ fachen Rundfräser hergestellt werden.

Claims (4)

1. Rotor-Stator-Maschine mit einem Gehäuse, das einen axia­ len Einlauf und einen radialen Auslauf aufweist, mit einem Rotor (3) und mit einem an der Gehäusewand befe­ stigten Stator (2), wobei der Rotor (3) und der Stator (2) koaxiale Rotorringe (12) bzw. Statorringe (11) auf­ weisen, wobei die Ringe (11, 12) gestaffelte Durchmesser haben und ferner Kopfflächen und in den bücken zwischen den Kopfflächen aneinandergrenzender Ringe erste Grund­ flächen aufweisen, wobei zwischen den ersten Grundflächen und den jeweils gegenüberliegenden Kopfflächen (16) Spal­ te (17) gebildet sind, und wobei die Rotor- (12) und Sta­ torringe (11) zähnebildende Durchbrechungen aufweisen, zwischen denen zweite Grundflächen (22) gebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Grundflächen (21) gegenüber den zweiten Grund­ flächen (22) vertieft sind und daß die den Vertiefungen gegenüberliegenden Ringe mit ihren Kopfflächen (16) in die Vertiefungen hineinragen.

2. Rotor-Stator-Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundflächen (21 und 22) der Ringe (11 bzw. 12) und die jeweils gegenüberliegenden Kopfflächen (16 bzw. 15) parallel zueinander sind und mit der Achse der Welle (4) einen rechten und/oder spitzen Winkel bilden.

3. Rotor-Stator-Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß von einer gedachten theoretischen, konischen Oberfläche (23) des Rotors (3) ausgehend die Kopfflächen (16) der einzelnen Statorringe (11) vom äußeren Ring (11a) zur Achse der Welle (4) hin jeweils um ein größer werdendes Maß (19 bzw. 20) und damit stufenförmig versetzt und die den jeweiligen Rotorringen (12) zugeordneten Vertiefungen (13) der Statorringe (11) angepaßt sind.

4. Rotor-Stator-Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Grundflächen (24 und 25) in den Ringen (11 und 12) konkav ausgebildet sind.