DE4128150A1 - Saugmaschine, insbesondere fuer dentalen einsatz - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Saugmaschine, insbesondere für dentalen Einsatz gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Bei derartigen bekannten nach dem Seitenkanalverdichterprin­ zip arbeitenden Saugmaschinen liegen die Einlaßöffnung und die Auslaßöffnung des Gehäuses am Gehäuserand, nämlich bei den Enden der in Umfangsrichtung verlaufenden Seitenkanal­ anordnung, die radial mit der Lage der Seitenkanalverdichter­ schaufeln fluchten.

Für manche Anwendungsfälle, insbesondere für den Einsatz im dentalen Bereich wäre es wünschenswert, eine derartige Saugmaschine zur Verfügung zu haben, bei welcher die Einlaß­ öffnung auf der Gehäuseachse liegt. Eine derartige Saugma­ schine könnte mit einer vorgeschalteten Einheit, z. B. einem Flüssigkeitsabscheider eine radial sehr kompakt bauende Einheit bilden. Würde man einen entsprechenden in radialer Richtung von einer mittigen Einlaßöffnung zum Einlaßende der Seitenkanalanordnung führenden Kanal einfach im Gehäuse vorsehen, so müßte dieses in seinen axialen Abmessungen vergrößert werden, und durch die scharfe Umlen­ kung der Luft ergäben sich Leistungsverluste.

Durch die vorliegende Erfindung soll daher eine Saugmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 geschaffen werden, die bei unveränderten axialen Abmessungen eine mittige Einlaßöffnung des Gehäuses aufweist und deren Saugvermögen gegenüber einer Maschine mit mit der Seitenkanalanordnung fluchtender randseitiger Einlaßöffnung nicht vermindert ist.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch eine Saug­ maschine gemäß Anspruch 1.

Bei der erfindungsgemäßen Saugmaschine wird der radial innerhalb der Seitenkanalverdichterschaufeln liegende Bereich des Laufrades als weitere den Einlaß des Seiten­ kanalsverdichters vorgeschaltete Verdichterstufe ausgebildet, welche die Luftumlenkung besorgt und den durch die Umlenkung der Luft bedingten Leistungsverlust kompensiert oder sogar überkompensiert. Da diese zusätzliche Verdichterstufe in dem normalerweise nicht genutzten mittigen Bereich des Laufrades angeordnet ist, benötigt sie keinerlei zusätzlichen Raum. Auch die mit dieser zusätzlichen Verdichterstufe verbundenen Kosten sind nur gering.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in Unter­ ansprüchen angegeben.

Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 2 ist im Hinblick auf das Zusammenfassen von radialer Förderung der Luft und Erzeugen eines zusätzlichen Druckunterschiedes in der eingangsseitig zusätzlich vorgesehenen Verdichter­ stufe von Vorteil.

Bildet man die radialen Verdichterschaufeln gemäß Anspruch 3 aus, wie an sich bekannt, so erhält man einen besonders guten Wirkungsgrad dieser ersten Verdichterstufe.

Gemäß Anspruch 4 läßt sich in besonders kompakter und kostengünstiger Weise eine Zusammenfassung eines zweistufigen Seitenkanalverdichters mit einer erfindungsgemäß zusätzlich vorgesehenen eingangsseitig vorgeschalteten Verdichterstufe erhalten.

Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 5 dient einer Erhöhung des Saugvermögens ohne Vergrößerung der Baugröße der Saugmaschine.

Gemäß Anspruch 6 erhält man eine kompakte und geometrisch einfache Kanalanordnung im Gehäuse der Saugmaschine.

Bei einer Saugmaschine gemäß Anspruch 7 erhält man eine Begrenzung des an der Einlaßöffnung erzeugten Druckes für kleine Fördermengen.

Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 8 ist im Hinblick auf ein in Umfangsrichtung gleichförmiges Abziehen von Luft von der im mittleren Bereich des Laufrades zusätz­ lich vorgesehenen Verdichterbeschaufelung von Vorteil.

Bei einer Saugmaschine gemäß Anspruch 9 hat man einen großen Ansaugquerschnitt bei kleinem Durchmesser der Ein­ laßöffnung, da letztere nicht von der Welle durchsetzt wird.

Gemäß Anspruch 10 kann man unter Verwendung ein- und des­ selben Gehäuses Saugmaschinen unterschiedlicher Leistung herstellen, da man in das Gehäuse durch unterschiedlich starkes Abdrehen der Positionierrippen Antriebsmotoren unterschiedlicher Leistung einpassen kann.

Nachstehend wird die Erfindung anhand eines Ausführungs­ beispieles unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:

Fig. 1 einen axialen Schnitt durch eine zweistufige Seitenkanal-Saugmaschine mit auf der Gehäuseachse liegender Einlaßöffnung und einer zusätzlichen einlaßseitigen Verdichter- und Umlenkstufe, die in das Laufrad integriert ist;

Fig. 2 eine Aufsicht auf die Unterseite eines oberen Gehäuseteiles der Saugmaschine nach Fig. 2;

Fig. 3 eine Aufsicht auf die Oberseite des oberen Gehäuse­ teiles der Saugmaschine;

Fig. 4 einen axialen Schnitt durch das obere Gehäuse­ teil der Saugmaschine in der Ebene eines axialen Verbindungskanales des Gehäuses;

Fig. 5 einen axialen Schnitt durch das untere Gehäuse­ teil der Saugmaschine in derselben Schnittebene wie der von Fig. 4;

Fig. 6 eine Aufsicht auf die Oberseite des unteren Gehäuseteiles der Saugmaschine;

Fig. 7 eine Aufsicht auf die Unterseite des Laufrades der Saugmaschine;

Fig. 8 einen axialen Schnitt durch das Laufrad der Saugmaschine;

Fig. 9 eine Aufsicht auf die Oberseite des Laufrades der Saugmaschine; und

Fig. 10 einen achsparallelen Teilschnitt durch das Lauf­ rad der Saugmaschine längs der Schnittlinie X-X von Fig. 9.

Die Zeichnung zeigt eine insgesamt mit 10 bezeichnete Seitenkanal-Saugmaschine für dentale Einsatzzwecke mit einem Gehäuse, welches ein oberes Gehäuseteil 12, sowie ein eine Umfangswand 14 aufweisendes schalenförmiges unteres Gehäuseteil 16 aufweist. Letzteres trägt einen mittigen Einlaßstutzen 18, der mit dem Auslaß einer nur gestrichelt bei 20 angedeuteten Abscheideeinheit 20 verbunden ist. Letztere scheidet aus der vom zahnärztlichen Arbeitsplatz kommenden Luft flüssige und feste Bestandteile ab, so daß die Saugmaschine 10 nur mit trockener Luft beaufschlagt ist.

Die Gehäuseteile 12 und 16 begrenzen zusammen eine Pumpen­ kammer 22, in welcher ein Laufrad 24 umläuft.

Das Laufrad 24 ist fliegend auf dem Ende einer Motorwelle 26 gelagert, die zu einem an der Oberseite des oberen Gehäuseteiles 12 angebrachten Elektromotor 28 gehört. Dessen oberes Motorgehäuseteil ist mit 30 bezeichnet. Ein oberer Endabschnitt der Motorwelle 26 trägt ein Lüfterrad 32. Auf radiale Rippen des Motorgehäuseteiles 30 ist ein Außen­ gehäuse 34 aufgesetzt, welches den vom Lüfterrad 32 erzeugten Luftstrom über die Außenfläche des Motorgehäuseteiles 30 führt.

Das Laufrad 24 hat zwei planparallele Stirnflächen. In die obere Stirnfläche sind im Randbereich radial halbkreis­ förmigen Querschnitt aufweisende Taschen 36 eingestochen, zwischen denen Seitenkanal-Verdichterschaufeln 38 verbleiben. Fluchtend, jedoch um eine halbe Teilung versetzt (vergl. Fig. 10) sind in den Randbereich der unteren Stirnfläche des Laufrades 24 Taschen 40 eingestochen, zwischen denen Seitenkanal-Verdichterschaufeln 42 verbleiben. Wie aus Fig. 10 ersichtlich, ist das in Drehrichtung gesehen hintere Ende der Stirnflächen der Verdichterflügel 38 jeweils unter 45° schräg zur Mittelebene des Laufrades 24 zurückspringend ausgebildet.

Mit der Bahn der Verdichterschaufeln 38 fluchtend ist in der Unterseite des oberen Gehäuseteiles 12 ein erster Seitenkanal 44 ausgebildet, dessen Winkelerstreckung etwa 300° beträgt. Der Seitenkanal 44 hat einen radial schräg nach außen verlaufenden Auslaßabschnitt 46, der mit einem axialen Verbindungskanal 48 des mittleren Gehäuseteiles 14 in Verbindung steht und zu einem schrägen, im wesent­ lichen radial verlaufenden Einlaßabschnitt 50 eines zweiten Seitenkanales 52 führt, der in der Oberseite des unteren Gehäuseteiles 16 vorgesehen ist und mit der Bahn der Ver­ dichterschaufeln 42 fluchtet. Die Umfangserstreckung des Seitenkanales 52 beträgt wieder etwa 300°. Ein Auslaßab­ schnitt 54 des Seitenkanales 52 steht mit einem Auslaß­ stutzen 56 des unteren Gehäuseteiles 16 in Verbindung.

In letzteren ist ein Schalldämpfer 58 eingesetzt, der von einem Dämpfergehäuse 60 umgeben ist, welches eine nur schematisch angedeutete Auslaßöffnung aufweist, die mit einer gebäudeseitigen Abluftleitung verbunden wird.

In einem mittigen Bereich des Laufrades 24 sind in Drehrich­ tung gekrümmte Verdichterschaufeln 64 vorgesehen, die von einer gekrümmten rotationssymmetrischen Leitwand 66 überdeckt sind, deren einlaßseitiger Endabschnitt achsparallel ist, während ihr auslaßseitiger Abschnitt unter nur geringem Winkel zu einer transversalen Ebene angestellt ist. Die unteren Stirnflächen der Verdichterschaufeln 64 fallen vom Rand nach innen zu einem Nabenabschnitt 68 des Laufrades 24 ab. Das einlaßseitige Ende der Leitwand 66 fluchtet mit dem oberen Rand einer kegelförmigen Einlaßöffnung 70 des Gehäuses, die im Boden des unteren Gehäuseteiles 16 vorge­ sehen ist. Die Innenfläche der Einlaßöffnung 70 stellt im wesentlichen eine glatte Fortsetzung eines kegelförmig aufgeweiteten Endabschnittes des Einlaßstutzens 18 dar, der über eine Dichtung 72 auf das untere Gehäuseteil 12 dicht aufgesetzt ist und dort mit einem axialen Randabschnitt 74 über eine kreisförmige Positionierrippe 76 positioniert ist.

Axial über den auslaßseitigen Enden der Verdichterschaufeln 64 ist ein Zwischenkanal 78 in der Unterseite des oberen Gehäuseteiles 12 vorgesehen, dessen Tiefe proportional zu seiner Winkelerstreckung in Richtung zu einem koplanaren Verbindungskanal 80 hin zunimmt, der nach außen zu einem Einlaßabschnitt 82 des ersten Seitenkanales 44 führt.

Der Verbindungskanal 80 steht mit einem achsparallelen Nebenluftkanal 84 in Verbindung, an welchen eine Nebenluft- Steuereinheit 86 angeschlossen ist, wie in Fig. 1 schema­ tisch angedeutet. Über letztere kann unter Umgehung der durch die Verdichterschaufeln 64 gebildeten Verdichterein­ gangsstufe Nebenluft direkt dem Einlaß des zweistufigen Seitenkanalverdichters zugeführt werden, der durch die Verdichterschaufeln 38, 42 und die Seitenkanäle 44, 52 gebildet ist.

Wie aus der obenstehenden Beschreibung und auch direkt aus der Betrachtung der Fig. 1 deutlich ist, werden durch die im mittigen Bereich des Laufrades 24 vorgesehenen Verdichterschaufeln 64 weder die axialen noch die radialen Abmessungen der Saugmaschine vergrößert. Dieser mittige Bereich des Laufradabschnittes 24 ermöglicht das Vorsehen eines mittigen Einlaßstutzens und das Umlenken der ange­ saugten Luft zum radial außenliegenden Einlaß des zwei­ stufigen Seitenkanalverdichters ohne umlenkungsbedingte Druckverluste, da letztere durch die Verdichterschaufeln 64 ausgeglichen oder sogar überkompensiert werden.

Wie ferner aus der Zeichnung und der obenstehenden Beschrei­ bung ersichtlich, besteht das Gehäuse der Saugmaschine 10 aus nur zwei Gehäuseteilen 12 und 16, die sich leicht durch Gießen herstellen lassen. Um mit einer zweiteiligen Form jeweils auszukommen, ist der axiale Verbindungskanal 48 als nach unten offener Kanal an der Umfangswand 14 des unteren Gehäuseteiles 12 ausgebildet, der durch einen Stopfen 88 verschlossen ist.

Eine obere in Umfangsrichtung verlaufende Wand 90 des oberen Gehäuseteiles 12 bildet zusammen mit der Deckenwand des Gehäuseteiles 12 ein unteres Motorgehäuseteil. Von der Wand 90 springen Positionierrippen 92 radial nach innen über, die bei Gußrohling für das Gehäuseteil 12 Übermaß aufweisen und dann auf Endmaß so abgedreht werden, daß sie den Stator 94 des Elektromotors 28 formschlüssig aufnehmen. Dadurch, daß man die Positionierrippen 92 unterschiedlich weit abdreht, kann die Wand 90 ein unteres Motorgehäuseteil für Elektromotoren unterschiedlicher Leistung bilden.

Claims (10)

1. Saugmaschine, insbesondere für dentalen Einsatz, mit einer Welle (26), mit einem auf der Welle (26) angeord­ neten Laufrad (24), welches in einem Randbereich mit einer Seitenkanalverdichterbeschaufelung (38, 42) versehen ist, und mit einem das Laufrad (24) umgebenden Gehäuse (12, 16) mit einer Einlaßöffnung (70) und einer Auslaßöffnung (62), in welchem eine mit der Seitenkanalverdichterbeschau­ felung zusammenarbeitende Seitenkanalanordnung (44, 52) vorgesehen ist, welche einen Einlaßabschnitt (82) und einen mit der Auslaßöffnung (62) in Verbindung stehenden Auslaßabschnitt (54) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß ein mittiger Bereich des Laufrades (24) als Verdichter­ schaufelanordnung (64) ausgebildet ist, deren einlaßseitiges Ende mit der Einlaßöffnung (70) des Gehäuses in Verbindung steht und deren auslaßseitiges Ende mit einem Zwischenkanal (78) des Gehäuses (12, 16) in Verbindung steht, der seiner­ seits mit dem Einlaßabschnitt (82) der Seitenkanalanordnung (44, 52) in Verbindung (80) steht.

2. Saugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdichterschaufelanordnung (64) Verdichter­ schaufeln mit radialer Erstreckungskomponente umfaßt.

3. Saugmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdichterschaufeln (64) in Umfangsrichtung gekrümmt sind.

4. Saugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Laufrad (24) planparallele Stirnflächen hat und in den Randbereichen beider Stirn­ flächen jeweils ein Seitenkanalverdichterschaufelsatz (38; 42) vorgesehen ist und die Seitenkanalanordnung zwei mit diesen beiden Schaufelsätzen fluchtend in Verbindung stehende Seitenkanäle (44, 52) aufweist, die durch einen axialen Verbindungskanal (48) des Gehäuses (12, 16) strö­ mungsmäßig in Reihe geschaltet sind.

5. Saugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die durch Einstiche (36, 40) in den Stirnflächen des Laufrades (24) gebildeten Verdichter­ schaufeln (38; 42) eine in Drehrichtung gesehen nach hinten abfallende Stirnfläche haben.

6. Saugmaschine nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Zwischenkanal (78) im wesentlichen in derselben Ebene wie der erste Seitenkanal (44) angeordnet ist und über einen Verbindungskanal (80) mit radialer Erstreckungskomponente mit dem ersten Seitenkanal (44) strömungsmäßig in Reihe geschaltet ist.

7. Saugmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungskanal (80) mit einem zur Außenfläche des Gehäuses (12, 16) führenden Nebenluftkanal (84) in Verbindung steht.

8. Saugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenkanal (78) eine in Umfangsrichtung gleichbleibende Breite mit proportional zur Winkelerstreckung zum Auslaßende hin zunehmender Tiefe ist.

9. Saugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Laufrad (24) fliegend auf dem Ende der Welle (26) angeordnet ist.

10. Saugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein oberer Abschnitt des Gehäuses (12, 16) mit Positionierrippen (92) ausgebildet ist, die ausgehend von Übermaß aufweisenden Rohrippen auf die Außen­ maße eines jeweils zwischen sie einzusetzenden Antriebs­ motortyps abgedreht sind.