DE202005001966U1 - Compressor has drive shaft and drivable hub extending in axial direction whereby hub has hub disk which extends in radial direction along with hub foot which is connected to drive shaft - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Verdichter, insbesondere einen Seitenkanalverdichter, sowie ein Laufrad hierfür.The The invention relates to a compressor, in particular a side channel compressor, and an impeller for this.
Bei Verdichtern, allgemein bei Rotationsmaschinen, bei denen ein rotierendes Maschinenteil über eine Antriebswelle angetrieben wird, erfolgt die Drehmomentübertragung zwischen der Antriebswelle und einer Nabe des angetriebenen Maschinenteils über einen Formschluss, üblicherweise über eine so genannte Passfederverbindung. Bei einer Passfederverbindung greift die so genannte Passfeder jeweils in korrespondierende Passfedernuten in der Antriebswelle und in der Nabe ein. Die Kräfte werden über die Seitenwände der Passfeder übertragen.at Compressors, generally in rotary machines, where a rotating Machine part over a drive shaft is driven, the torque transmission takes place between the drive shaft and a hub of the driven machine part via a Form fit, usually via a so-called feather key connection. When a feather key connection engages the so-called key in each corresponding keyway grooves in the drive shaft and in the hub. The forces are over the side walls of the Transfer key.
Bei einem Seitenkanalverdichter oder auch Gasringverdichter wird ein zu verdichtendes Gas in mindestens einem ringartigen Seitenkanal mittels eines rotierenden und von einem Antriebsaggregat angetriebenen Laufrads in eine schraubenlinienförmige Bewegung versetzt und dabei von einem Ansaugstutzen zu einem Druckstutzen verdichtet. Das am Ansaugstutzen angesaugte Gas wird aufgrund des im Seitenkanal rotierenden Laufrads mitgerissen, dabei in die schraubenlinienförmige Bewegung in Umfangsrichtung versetzt und nach annähernd 360° wieder über den Druckstutzen ausgestoßen. Der Seitenkanalverdichter kann sowohl als Kompressor als auch als Vakuumpumpe eingesetzt werden. Der Seitenkanalverdichter ist aufgrund seines einfachen Verdichtungsprinzips sehr robust und wird vorzugsweise für solche Anwendungen eingesetzt, bei denen es auf hohe Volumenströme des Gases ankommt. Besondere Vorteile des Seitenkanalverdichters sind seine Wartungsfreiheit, die ölfreie Verdichtung, ein niedriges Geräusch und seine hohe Lebensdauer.at a side channel compressor or gas ring compressor is a gas to be compressed in at least one annular side channel by means of a rotating and driven by a drive unit Impeller is placed in a helical motion and thereby compressed from an intake manifold to a discharge port. The sucked on the intake manifold gas is due to the side channel rotating impeller entrained, while in the helical movement in Offset circumferentially and ejected after approximately 360 ° again over the discharge nozzle. Of the Side channel blower can be used both as a compressor and as a vacuum pump be used. The side channel blower is due to its simple compression principle very robust and is preferred for such Applications are used where there are high gas flow rates arrives. Special advantages of the side channel blower are its Maintenance-free, the oil-free Compaction, a low noise and its long life.
Die Drehmomentübertragung zwischen der Antriebswelle und dem Laufrad erfolgt auch hier üblicherweise über eine so genannte Passfederverbindung zwischen einer Laufradnabe und der Antriebswelle. Die Laufradnabe weist hierbei üblicherweise einen Nabenfuß auf, über den der Formschluss mit der Antriebswelle ausgebildet wird. An diesen schließt sich in radialer Richtung die Laufrad- oder Nabenscheibe an, welche in einen Tragring übergeht, auf dem die Laufradschaufeln angeordnet sind. Der Nabenfuß erstreckt sich üblicherweise in axialer Richtung, also in Richtung der Antriebsachse, beidseitig über die Nabenscheibe hinaus.The torque transmission between the drive shaft and the impeller also takes place here usually via a so-called feather key connection between an impeller hub and the Drive shaft. The impeller hub here usually has a hub foot over which the positive connection with the drive shaft is formed. At this closes in the radial direction, the impeller or hub disc, which in goes over a support ring, on which the impeller blades are arranged. The hub base extends usually in the axial direction, ie in the direction of the drive axis, on both sides of the Hub disc out.
Beim Betrieb treten aufgrund der hohen Drehzahlen, die bei einem Seitenkanalverdichter üblicherweise in einem Bereich von 3.000 bis 6.000 Umdrehungen pro Minute liegen, und aufgrund der insbesondere massiven Ausbildung der Nabenscheibe als ein metallisches Druckgussteil hohe Zentrifugalkräfte auf. Diese führen im Bereich einer zentralen Nabenbohrung, durch die die Antriebswelle hindurchgeführt ist, zu tangentialen Spannungen in den oberflächennahen Bereichen der Nabenbohrung. Da zugleich in diesem Bereich in die Nabenbohrung die Passfedernut eingearbeitet ist, unterliegt die Nabenbohrung im Bereich der Passfedernut einer unerwünschten Bauteilbelastung aufgrund von Kerbwirkungen. Da die Höhe der Spannungen sowie die Höhe der Kerbwirkungen und damit die Belastung des Bauteils mit zunehmender Drehzahl zunimmt, muss die Drehzahl des Laufrads eines Seitenkanalverdichters auf einen Maximalwert begrenzt werden.At the Operate due to the high speeds, which usually in a side channel compressor in a range of 3,000 to 6,000 revolutions per minute, and due to the particular massive design of the hub disc as a metallic die casting high centrifugal forces. These lead in the area of a central hub bore, through which the drive shaft passed is to tangential stresses in the near-surface areas of the hub bore. Since at the same time in this area in the hub bore the keyway is incorporated, the hub bore is subject to the keyway an undesirable Component load due to notch effects. As the amount of tension as well as the height the notch effects and thus the load of the component with increasing Speed increases, the speed of the impeller of a side channel compressor be limited to a maximum value.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Verdichter, insbesondere einen Seitenkanalverdichter anzugeben, mit dem hohe Drehzahlen erreichbar sind.Of the Invention is based on the object, a compressor, in particular To specify a side channel compressor, reachable with the high speeds are.
Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch einen Verdichter, insbesondere Seitenkanalverdichter mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Der Verdichter weist hierbei eine sich in Axialrichtung erstreckende Antriebswelle und eine von dieser antreibbare Nabe auf, die eine sich in Radialrichtung erstreckende Nabenscheibe sowie einen Nabenfuß aufweist. Dieser ist mit der Antriebswelle über eine Formschluss verbunden und erstreckt sich zudem in Axialrichtung über die Nabenscheibe hinaus. Der Formschluss zwischen dem Nabenfuß und der Antriebswelle ist hierbei lediglich in einem sich über die Nabenscheibe erstreckenden Teilbereich ausgebildet. Das heißt, im Nabenscheibenbereich des Nabenfußes wird kein Formschluss mit der Welle ausgebildet. Die Drehmomentübertragung erfolgt also ausschließlich außerhalb dieses insbesondere zentralen Bereichs, in dem sich die Nabenscheibe am Nabenfuß anschließt.The Task is according to the invention solved by a compressor, in particular side channel compressor with the Features of claim 1. The compressor has this one axially extending drive shaft and one of this drivable hub having a radially extending Having hub disc and a hub base. This one is with the drive shaft over connected a positive connection and also extends in the axial direction over the Hub disc out. The positive connection between the hub base and the Drive shaft is here only in a through the hub disc formed extending portion. That is, in the hub disc area of the hub foot becomes formed no positive connection with the shaft. The torque transmission takes place exclusively outside this particular central area in which the hub disc at the hub foot connects.
Dieser Ausgestaltung liegt die Überlegung zugrunde, den Ort der Drehmomentübertragung einerseits und den Ort des Eintrags von Tangentialspannungen aufgrund der Zentrifugalkräfte voneinander räumlich zu trennen. Dadurch ist das angetriebene Bauteil insgesamt einer geringeren Belastung ausgesetzt ist. Der Nabenfuß weist daher zumindest zwei Funktionszonen auf, nämlich eine, die für die Drehmomentübertragung ausgebildet ist und eine, die für die Aufnahme der Tangentialspannungen ausgebildet ist. Da die Tangentialspannungen durch die Zentrifugalkräfte hervorgerufen sind, treten die Tangentialspannungen in den oberflächennahen Bereichen der Nabenbohrung in erster Linie im Nabenscheibenbereich des Nabenfußes auf. Daher ist insbesondere im Falle eines Seitenkanalverdichters eine räumliche Trennung dieser beiden Funktionszonen besonders wirksam und führt dazu, dass bei gleicher Materialbeanspruchung höhere Drehzahlen ermöglicht sind. Die Nabenscheibe ist üblicherweise aus Stabilitätsgründen als eine massive Scheibe ausgebildet, kann prinzipiell jedoch auch mit Materialausbrüchen oder nach Art eines Speichenrades ausgebildet sein.This embodiment is based on the consideration to spatially separate the location of the torque transmission on the one hand and the location of the entry of Tangentialspannungen due to the centrifugal forces. As a result, the driven component is exposed to a lower load overall. The hub base therefore has at least two functional zones, namely one which is designed for torque transmission and one which is designed to receive the tangential stresses. Since the tangential stresses are caused by the centrifugal forces, the tangential stresses in the near-surface areas of the hub bore occur primarily in the hub disc area of the hub base. Therefore, especially in the case of a side channel compressor, a spatial separation of these two functional zones is particularly effective and results in higher speeds being possible with the same material stress. The hub disc is common formed for stability reasons as a massive disc, but may in principle be formed with material chunks or in the manner of a spoked wheel.
Zweckdienlicherweise ist für eine symmetrische Krafteintragung die Nabenscheibe mittig zum Nabenfuß angeordnet, das heißt, der Nabenfuß erstreckt sich in Axialrichtung beidseitig über die Nabenscheibe hinaus. Der Formschluss ist zugleich auch beidseitig zur Nabenscheibe ausgebildet.Conveniently, is for a symmetrical force entry arranged the hub disc centered to the hub base, this means, the hub foot extends extending beyond the hub disc on both sides in the axial direction. The positive connection is also formed on both sides of the hub disc.
Der Formschluss wird beispielsweise über eine Passfederverbindung ausgebildet und der Nabenfuß weist eine sich in Axialrichtung erstreckende Passfedernut auf.Of the Form closure is for example about a Keyway formed and the hub base has a in the axial direction extending feather keyway.
Um die Drehmomentübertragung im Nabenscheibenbereich zu unterdrücken, ist die Passfedernut in diesem Nabenscheibenbereich gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung unterbrochen. Beidseitig zum Nabenscheibenbereich ist also ein Nut-Teilbereich ausgebildet, welcher zur Drehmomentübertragung vorgesehen ist.Around the torque transmission in the hub disc area, is the keyway in this hub disc area according to a preferred embodiment interrupted. On both sides of the hub disc area is thus a groove portion formed, which is provided for torque transmission.
Bevorzugt wird die Unterbrechung der Passfedernut in herstellungstechnisch einfacher Weise dadurch erreicht, dass im Nabenscheibenbereich eine umlaufende Ausnehmung, insbesondere Einfräsung in den Nabenfuß vorgenommen ist.Prefers is the interruption of the keyway in manufacturing technology achieved in a simple way that in the hub disc area a circumferential recess, in particular milled into the hub base made is.
Zweckdienlicherweise sind hierbei die Kanten der Ausnehmung abgerundet, um Spannungsspitzen zu vermeiden.Conveniently, In this case, the edges of the recess are rounded to voltage spikes to avoid.
Um sicher auszuschließen, dass im Bereich der Nabenscheibe Drehmomentkräfte übertragen werden, ist die Tiefe der Ausnehmung zumindest geringfügig größer als die Tiefe der Passfedernut. Der Boden der Ausnehmung ist also radial weiter von der Drehachse beabstandet als der Boden der Passfedernut. Die Tiefe der Ausnehmung ist beispielsweise in der Größenordnung eines Millimeters größer als die der Passfedernut.Around sure to rule out That torque is transmitted in the hub disc, is the depth the recess at least slightly greater than the depth of the keyway. The bottom of the recess is therefore radial further spaced from the axis of rotation than the bottom of the keyway. The depth of the recess is for example of the order of magnitude a millimeter larger than that the feather keyway.
Insbesondere diese Ausgestaltung mit der Ausnehmung im Nabenfuß ermöglicht gemäß einer bevorzugten Weiterbildung, dass die formschlüssige Verbindung zu der Antriebswelle über lediglich eine einzige durchgehende Passfeder verwirklicht ist. Die Passfeder erstreckt sich also auch über den Nabenscheibenbereich des Nabenfußes, ohne jedoch in diesem Bereich zur Drehmomentübertragung beizutragen.Especially this embodiment with the recess in the hub base allows according to a preferred Continuing that the positive connection over to the drive shaft only a single continuous key is realized. The key also extends over the hub disc area the hubbase, but without contributing to torque transmission in this area.
Die Aufgabe wird weiterhin erfindungsgemäß durch ein Laufrad, insbesondere für einen Seitenkanalverdichter, mit den Merkmalen das Anspruchs 9 gelöst. Die im Hinblick auf den Verdichter angegebenen Vorteile und bevorzugten Ausgestaltungen sind sinngemäß auch auf das Laufrad zu übertragen.The Task is further according to the invention by an impeller, in particular for one Side channel compressor, with the features of claim 9 solved. The with regard to the compressor advantages and preferred Embodiments are mutatis mutandis to transfer the impeller.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen jeweils in schematischen Darstellungen:One embodiment The invention will be explained in more detail below with reference to the drawing. It each show in schematic representations:
Das
in den Figuren dargestellte Laufrad
Die
zentrale Nabenbohrung
Der
Nabenfuß
Von
besonderer Bedeutung ist, dass im mittleren Nabenscheibenbereich
die Nabenbohrung
Im
montierten Endzustand wird eine einzige durchgehende hier nicht
näher dargestellte
Passfeder in die Passfedernut
Um
sicher zu gewährleisten,
dass im Bereich der Ausnehmung
Durch
die hier beschriebene konstruktive Ausgestaltung im Bereich des
Nabenfußes
Insgesamt
wird durch diese Ausgestaltung eine deutlich geringere Belastung
der Laufradnabe
Die
räumliche
Trennung der beiden Bereiche wurde hier anhand des Beispiels des
bevorzugten Einsatzgebietes eines Laufrads
- 22
- LaufradWheel
- 44
- Laufradnabeimpeller hub
- 4A4A
- NabenfußNabenfuß
- 4B4B
- Nabenscheibehub disc
- 66
- Nabenbohrunghub bore
- 88th
- Radialrichtungradial direction
- 1010
- Tragringsupport ring
- 1212
- Axialrichtungaxially
- 1414
- Laufradschaufelimpeller blade
- 16A16A
- Flutenwaters
- 16B16B
- Flutenwaters
- 1818
- Passfedernutkeyway
- 2020
- Ausnehmungrecess
- 2222
- Axialachseaxial axis
- t1t1
- Tiefe Passfedernutdepth keyway
- t2t2
- Tiefe Ausnehmungdepth recess
Claims (9)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE200520001966 DE202005001966U1 (en) | 2005-02-08 | 2005-02-08 | Compressor has drive shaft and drivable hub extending in axial direction whereby hub has hub disk which extends in radial direction along with hub foot which is connected to drive shaft |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE200520001966 DE202005001966U1 (en) | 2005-02-08 | 2005-02-08 | Compressor has drive shaft and drivable hub extending in axial direction whereby hub has hub disk which extends in radial direction along with hub foot which is connected to drive shaft |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE202005001966U1 true DE202005001966U1 (en) | 2006-06-14 |
Family
ID=36643481
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE200520001966 Expired - Lifetime DE202005001966U1 (en) | 2005-02-08 | 2005-02-08 | Compressor has drive shaft and drivable hub extending in axial direction whereby hub has hub disk which extends in radial direction along with hub foot which is connected to drive shaft |
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DE (1) | DE202005001966U1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102006041147B4 (en) * | 2006-09-01 | 2009-05-07 | Thyssenkrupp Steel Ag | Clamping device for welding at least two sheet metal blanks |
-
2005
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R207 | Utility model specification |
Effective date: 20060720 |
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R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: GARDNER DENVER ELMO TECHNOLOGY GMBH, DE Free format text: FORMER OWNER: NASH_ELMO INDUSTRIES GMBH, 90461 NUERNBERG, DE Effective date: 20060621 |
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R150 | Term of protection extended to 6 years |
Effective date: 20080424 |
|
R151 | Term of protection extended to 8 years |
Effective date: 20110311 |
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R152 | Term of protection extended to 10 years |
Effective date: 20130314 |
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R071 | Expiry of right |