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Aus einem Stück bestehendes Laufrad für rasch umlaufende Fliehkraftpumpen,
insbesondere Gasverdichter Die Erfindung betrifft die Ausbildung eines Laufrades
für Fliehkraftpumpen, insbesondere für Fliehkraftgasverdichter. Will man bei solchen
Pumpen eine möglichst große Drucksteigerung je Laufrad erzielen, so sind große Umfangsgeschwindigkeiten
erforderlich. Die bei den üblichen Fliehkraftpumpen benutzten gekrümmten Laufradschaufeln
erfahren dabei infolge der Fliehkräfte, die die Schaufeln in radiale Richtung zu
biegen suchen, so hohe Beanspruchungen, daß eine genügende Betriebssicherheit hiermit
nicht mehr erreichbar ist. Man hat deshalb die Laufräder solcher schnellaufenden
Verdichter so ausgebildet, daß sie im wesentlichen nur noch aus einer Nabe bestehen,
von welcher dünne Schaufeln unter Verzicht auf günstigste Eintritts- und Austrittsrichtungen
sich einfach in Radialebenen nach außen erstrecken. Die Schaufeln sind dabei auch
seitlich nicht an Radscheiben angeschlossen, sondern arbeiten zwischen feststehenden
Seitenwänden. Solche Laufräder besitzen schlechte Luftführung, es ergeben sich verhältnismäßig
große Spaltverluste, und die Schaufeln neigen zu gefährlichen Schwingungen.
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Bekannt sind ferner Laufräder mit auf eine Hohlnabe besonders aufgesetzten,
radial verlaufenden Schaufelkanälen. Hier ist zwar die Form der Schaufelkanäle für
die Fliehkraftaufnahme günstig, jedoch wird die Nabe und die Befestigungsstelle
der Schaufeln an der Nabe durch die auf die Schaufeln einwirkenden Fliehkräfte sehr
ungünstig beansprucht, worunter die Betriebssicherheit Schaden leidet.
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Die Erfindung bezweckt die Verbesserung der Laufräder solcher Pumpen
in der Richtung, daß nebenguter LuftführungimRadeauch gleichzeitig eine günstige
Aufnahme der Fliehkräfte und ei ne weitgehende Verminderung der Schwingun gs gefahr
erreicht wird. Zu diesem Zweck wird das aus einem Stück bestehende Laufrad wie folgt
gestaltet: Von einem hohlen, dem Lufteintritt dienenden und radial stehende Schaufeln
aufweisenden Nabenkörper gehen nicht einzelne Schaufeln, sondern radial sich erstreckende,
ringsum geschlossene Kanäle aus, die zweckmäßig den Nabenumfang vollständig besetzen,
derart, daß immer die Zusammenstoßstelle zweier Kanäle an eine Nabenschaufel anschließt,
so daß die auf diese Kanäle einwirkenden Fliehkräfte unmittelbar über diese Nabenschaufeln
nach der Radmitte weitergeleitet werden. Besonders zweckmäßig ist es, den radialen
Schaufelkanälen rechteckigen Querschnitt zu geben, derart, daß zwei gegenüberliegende
Rechteckseiten in quer zur Achse verlaufenden Rotationsflächen liegen, während die
beiden anderen Rechteckseiten parallel zur Achse liegende Flächen bilden. Die einander
zugekehrten Seiten zweier benachbarter Schaufelkanäle stoßen am Nabenkörper zusammen
und gehen in die radialen Schaufeln des Nabenkörpers über. Die Wandungen der radialen
Schaufelkanäle werden vorteilhaft von der Anschlußstelle am Nabenkörper
nach
außen hin stetig dünner in der Weise, daß überall gleiche Fliehkraftbeanspruchung
herrscht. Bei einem solchen Laufrad ergeben die die eintretende Luft erfassenden
Schaufeln des Nabenkörpers und die die Luft nach außen führenden radialen Schaufelkanäle
eine viel bessere Luftführung als einzelne radial auseinander strebende Schaufeln;
Spaltverluste, wie sie zwischen freistehenden Schaufeln und festen Führungswänden
entstehen, sind vermieden, und endlich sind die radialen, mit edem Nabenkörper ein
Stück bildenden Schaufelkanäle verhältnismäßig starr, so daß die Schwingungsgefahr
praktisch völlig vermieden ist.
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Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, und zwar
ist Abb. i ein Schnitt längs der Achse nach Schnittlinie 1-I der Abb. -2 und Abb.
2 eine Vorderansicht, teilweise geschnitten nach Schnittlinie II-II der Abb. i,
Abb.3 ein Teilschnitt nach Linie III-III der Abb. 2.
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Das Laufrad besitzt eine Nabe i, an welche radiale Wände oder Schaufeln
3 angeschlossen sind, die bis zu einem die Eintrittsöffnungen außen begrenzenden
Ring q. reichen. Die Räume zwischen diesen Schaufeln 3 sind nach der einen Seite
durch eine nach außen allmählich dünner werdende Querwand 2 abgeschlossen, nach
der anderen Seite offen. In radialer Richtung setzen sich diese Räume von dem Ring
q. an als ringsum von den Wänden 5, 6, 7, 8 begrenzte, radial verlaufende Kanäle
fort, deren Wandungen von der Wurzel nach außen hin entsprechend der Beanspruchung
durch die- Fliehkraft stetig dünner werden: Der Querschnitt dieser Kanäle ist zweckmäßig
rechteckig, ihre Seitenwände 5, 7
können dann die unmittelbare gabelförmige
Fortsetzung der Schaufeln 3, ihre Hinterwand 8 die Fortsetzung der Querwand 2 und
ihre Vorderwand die Fortsetzung des Ringes q. nach außen hin bilden, wodurch die
auf die einzelnen Kanäle entfallenden Fliehkräfte in besonders günstiger Weise aufgenommen
werden. Außerdem ergibt sich der Vorteil, daß eine den auftretenden Kräften genau
angepaßte Formgestaltung der Wandungen solcher Kanäle sich werkstattechnisch leicht
ausführen läßt. Es kann bei einem solchen Laufrad auch beidseitiger Eintritt vorgesehen
sein. Die Querwand 2 fällt dann entweder ganz fort oder sie rückt in die Mitte des
Radquerschnittes. Im letzteren Falle kann sie entweder an der Kanalwurzel endigen
oder sich ein Stück weit oder auch über die ganze Kanallänge hinein fortsetzen.
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Die Herstellung eines solchen Laufrades (für welches nur hoch zugfester,
also nicht durch Gießen, sondern nur durch Spanabnehmen umzuformender Werkstoff
in Frage kommt) kann trbtz seiner zunächst ziemlich verwickelt erscheinenden Gestaltung
auf verhältnismäßig einfache Weise erfolgen. Es werden in eine gemäß den Umrißlinienedes
Laufrades gedrehte Scheibe vom äußeren Umfange her radial verlaufende Vierkantlöcher
(z. B. mittels Vierkantloch-Bohrers) eingearbeitet. Dann werden die für den Lufteintritt
vorzusehenden Räume zwischen den radial verlaufenden Schaufeln 3 mittels Fingerfräsers
ausgearbeitet, und schließ-' lich werden noch die zwischen den einzelnen Radialkanälen
liegenden sektorförmigen Teile io bis auf das für die Kanalwandstärke noch erforderliche
Maß entfernt.