Herstellen eines Radial kompressors

Die Erfindung betrifft einen Radialkompressor und ein Verfahren zum Herstellen eines Radial kompressors.

Ein- und mehrstufige Radialkompressoren, bei denen ein oder mehrere

Kompressorlaufräder auf einer Kompressorwelle in einem Kompressorgehäuse des jeweiligen Radialkompressors angeordnet sind, weisen zur Strömungsführung die Kompressorlaufräder des jeweiligen Radial kompressors umgebende in einer Axialrichtung des Radial kompressors geschichtete bzw. hintereinander

angeordnete Statorbauteile auf, die zusammen ein Statorpaket des

Radialkompressors bilden.

Das einer ersten Laufradstufe eines Radialkompressors zugeordnete und diese ggf. umgebende Statorbauteil wird auch als Einlaufeinsatz bezeichnet und kann z.B. als Einlaufherz ausgebildet sein.

Gemäß dem Stand der Technik wird in einem Kompressorgehäuse des

Radial kompressors über einen im Kompressorgehäuse ausgebildeten

Fluideinlass, welcher einen Einlassstutzen aufweisen kann, und eine in einem Einlaufeinsatz ausgebildete Fluideinlasspassage z.B. gasförmiges Fluid in ein mit einer Kompressorwelle rotierendes Kompressorlaufrad eingeleitet und aus dem Kompressorlaufrad heraus radial in eine Diffusorpassage hineingefördert, die das Fluid in eine in einem Fluidausleitelement ausgebildete Fluidauslasspassage (eine Spiralpassage oder Sammelpassage zum Ausleiten von über ein letztes

Kompressorlaufrad beschleunigtem Fluid) einleitet. Über die Fluidauslasspassage wird das Fluid zu einem z.B. mit einem Druckstutzen versehenen Fluidauslass im Kompressorgehäuse geleitet und einem nachfolgenden Prozess zugeführt.

Als Spiralpassage wird eine sich über den Umfang des Radial kompressors entwickelnde bzw. querschnittsmäßig vergrößernde Passage bezeichnet. Als Sammelraum wird dahingegen eine über den Umfang des Radial kompressors querschnittskonstante Passage bezeichnet.

Der im Kompressorgehäuse angeordnete Einlaufeinsatz wird üblicherweise als Gussteil hergestellt, wobei die Fluideinlasspassage z.B. durch Gusskerne hergestellt wird. Gussteile weisen jedoch Nachteile hinsichtlich ihrer langen Lieferzeiten und der zur Herstellung erforderlichen Modelle, die in vielen Fällen nicht wiederverwendet werden können und die die Herstellungskosten für die Gussteile erheblich vergrößernd beeinflussen, und hinsichtlich ihrer ggf.

schwankenden Qualität auf.

Die Qualitätsschwankungen betreffen hierbei insbesondere die Maßhaltigkeit (hier insbesondere die Maßhaltigkeit der Fluideinlasspassage) und die Materialstruktur, welche bei Gussteilen insbesondere von Lunkern beeinträchtigt sein kann. Lunker können wiederum zu Rissen und zu Bearbeitungsproblemen oder sogar zu der Notwendigkeit des Verwerfens des gesamten Gussteils führen.

Im Ergebnis sind mit solch üblichen Einlaufeinsätzen ausgerüstete

Radialkompressoren für Hersteller solcher Kompressoren problematisch hinsichtlich der Einhaltung der geforderten Betriebseigenschaften, wie der

Betriebssicherheit bzw. Ausfallsicherheit, und der Einhaltung der vereinbarten Lieferzeiten. Damit kann die Herstellung solcher Radial kompressoren für

Hersteller mit hohen Kostenrisiken verbunden sein, welche sich z.B. in

Konventionalstrafen, erhöhten Beschaffungs- und/oder Transportkosten usw. ausdrücken können. Ferner sind solche üblichen Radial kompressoren problematisch hinsichtlich einer Standardisierung und damit kostenmäßigen Optimierung des Herstellungsprozesses.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Radial kompressor

bereitzustellen, welcher gegenüber üblichen Radialkompressoren verbesserte Betriebseigenschaften aufweist und welcher mit geringeren Kostenrisiken herstellbar ist. Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Radial kompressors bereitzustellen.

Die o.g. Aufgaben werden mit einem Radial kompressor gemäß Anspruch 1 bzw. einem Verfahren gemäß Anspruch 8 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind in den jeweils abhängigen Ansprüchen definiert.

Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung weist ein Radial kompressor ein Kompressorgehäuse, eine drehbar in dem Kompressorgehäuse gelagerte

Kompressorwelle, wenigstens ein in dem Kompressorgehäuse auf der

Kompressorwelle angeordnetes Kompressorlaufrad und einen in einem Fluidpfad im Kompressorgehäuse einer ersten Laufradstufe des Radial kompressors zugeordneten Einlaufeinsatz bestimmter Erstreckung in einer Radialrichtung und einer Axialrichtung des Radial kompressors auf. Erfindungsgemäß definiert der Einlaufeinsatz eine im Fluidpfad einem ersten Kompressorlaufrad der Anzahl von Kompressorlaufrädern vorgeordnete und zu diesem hin führende

Fluideinlasspassage, wobei der Einlaufeinsatz von Material mit einer definierten Materialstruktur gebildet ist und wobei die Fluideinlasspassage als nachträglich eingebrachte räumliche Unterbrechung in einem Stoffzusammenhalt der

Materialstruktur ausgebildet ist.

Definierte Materialstruktur bedeutet gemäß der Erfindung, dass ein

Ausgangsmaterial für den Einlaufeinsatz sich in einem Festkörperzustand und ausdrücklich nicht in einem Schmelzzustand befindet, wobei die Gesamtheit jeglicher Strukturunregelmäßigkeiten und Strukturregelmäßigkeiten die Materialstruktur bilden. Mit anderen Worten ist die Fluideinlasspassage

insbesondere in ihrer Gesamtheit durch Abtrennen von Werkstoffteilchen vom insbesondere vollwandigen bzw. massiven Ausgangsmaterial hergestellt, so dass eine Teilchenzahl und ein Volumen des fertigen Einlaufeinsatzes geringer als jene des Ausgangsmaterials sind.

Eine wie gemäß der Erfindung vorgesehene räumliche Unterbrechung bzw.

Aufhebung des Stoffzusammenhalts einer solchen definierten Materialstruktur des Einlaufeinsatzes lässt sich ausschließlich durch eine Trennbearbeitung, wie beispielsweise Zerteilen, Spanen (z.B. Fräsen, Bohren, Drehen, Schleifen usw.), Abtragen (z.B. Funkenerodieren, Laserschneiden, Elektronenstrahlschneiden, Brennschneiden usw.) usw., erzielen.

Mit einem Trennverfahren lassen sich jedoch mit den heute verfügbaren z.B. CNC (Computer Numerically Controlled - Computernummerischgesteuert) -Maschinen, wie z.B. CNC-Fräsmaschinen, CNC-Funkenerodiermaschinen usw., erheblich höhere Genauigkeiten, insbesondere auch für die Fluideinlasspassage, erzielen. Damit kann auf eine kostenintensive, langwierige und qualitätsschwankende Herstellung der Fluideinlasspassage mittels Gusskernen verzichtet werden.

Ein Radial kompressor mit einem erfindungsgemäß hergestellten Einlaufeinsatz weist somit durch die mit stets gleichbleibender Qualität bzw. Maßhaltigkeit hergestellte Fluideinlasspassage stets die gewünschten und damit verbesserte Betriebseigenschaften auf. Durch die z.B. damit reduzierten Risiken hinsichtlich lieferzeitbedingter und/oder qualitätsbedingter Konventionalstrafen und/oder höherer Beschaffungskosten und/oder höherer Transportkosten für den Hersteller eines solchen Radial kompressors sind insgesamt die Kostenrisiken bei der Herstellung des Radial kompressors reduziert.

Gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Radial kompressors ist das Material des Einlaufeinsatzes druckumgeformtes Material, wobei die Materialstruktur des Einlaufeinsatzes als Druckumgeformt-Materialstruktur ausgebildet ist.

Erfindungsgemäß wird unter druckumgeformtem Material beispielsweise

Schmiedematerial, Kaltwalzmaterial und Warmwalzmaterial, Ziehmaterial usw. verstanden. Solche Materialien sind am Markt schnell und preiswert als Halbzeuge verfügbar. Ferner weisen druckumgeformte Materialien eine hinsichtlich

Lufteinschlüssen verbesserte Materialstruktur auf, da durch die Druckumformung nach einem Urformen ggf. vorhandene Lufteinschlüsse gewissermaßen

verschmiedet werden und damit eine homogenere Materialstruktur geschaffen wird.

Bevorzugt ist das Material des Einlaufeinsatzes Walzmaterial und insbesondere Metallblech, wobei die Materialstruktur des Einlaufeinsatzes als

Walzmaterialstruktur ausgebildet ist. Insbesondere Metallbleche sind am Markt in einer Vielzahl von Blechdicken und Materialqualitäten schnell und preiswert verfügbar.

Gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Radialkompressors ist der Einlaufeinsatz von einer Mehrzahl von in Axialrichtung des Radial kompressors aufeinandergeschichteten und miteinander verbundenen Einlaufeinsatzteilen gebildet. Bevorzugt sind die Einlaufeinsatzteile miteinander verschweißt, verlötet oder verschraubt. Zusätzlich können geeignete Verbindungen zum

Kompressorgehäuse und benachbarten Innenteilen des Radial kompressors vorgesehen sein.

Die erfindungsgemäße Laminierung bzw. Aufeinanderschichtung mehrerer Einlaufeinsatzteile hat den Vorteil, dass die Gesamterstreckung des

Einlaufeinsatzes in Axialrichtung des Radial kompressors auf die mehreren

Dickenabmessungen bzw. Erstreckungen in Axial richtung des Radial kompressors der Einlaufeinsatzteile verteilbar ist. Damit unterliegt das für die jeweiligen Einlaufeinsatzteile zu verwendende Ausgangsmaterial zumindest in einer

Dimension, nämlich hier bevorzugt in der sich in Axialrichtung des

Radialkompressors erstreckenden Dickendimension, nicht den durch den

Einlaufeinsatz als Ganzes vorgegebenen Beschränkungen bzw.

Größenmindestanforderungen. Damit wird eine erhöhte Flexibilität hinsichtlich der Grundabmessungen des Ausgangsmaterials für die jeweiligen Einlaufeinsatzteile sichergestellt.

Mit der erfindungsgemäßen Aufeinanderschichtung mehrerer Einlaufeinsatzteile, kann auf einfache Weise z.B. das Problem gelöst werden, dass die am Markt verfügbare Blechdicke beschränkt ist. Mit anderen Worten werden, wenn die Dickenabmessung des Einlaufeinsatzes z.B. die am Markt verfügbare Blechdicke überschreitet, einfach mehrere Bleche (Einlaufeinsatzteile) aufeinandergeschichtet und wie oben beschrieben miteinander verbunden. Die geometrische Form für die Fluideinlasspassage kann in jedes Blech einzeln oder in die Bleche im

Geschichtet-Zustand eingebracht werden.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Einlaufeinsatzes aus mehreren Einlaufeinsatzteilen können für bestimmte Kompressorbaugrößen Standard- Einlaufeinsatzteile definiert werden, so dass zumindest das Ausgangsmaterial für diese und ggf. sogar fertige Einlaufeinsatzteile in einem Lager vorgehalten werden können. Damit können erfindungsgemäße Radialkompressoren einen höheren Standardisierungsgrad aufweisen, womit eine kostenmäßige Optimierung des Herstellungsprozesses erzielbar ist. Ferner ist es durch eine Lagervorhaltung von bestimmten Einlaufeinsatzteilen möglich, schnell und flexibel auf Kundenwünsche zu reagieren.

Gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Radialkompressors ist die Fluideinlasspassage von wenigstens zwei Einlaufeinsatzteilen der Mehrzahl von Einlaufeinsatzteilen begrenzt. Durch die erfindungsgemäße Aufeinanderschichtung ist es somit möglich, wenn eine auf dem Markt verfügbare Dickendimension des Ausgangsmaterials für die jeweiligen Einlaufeinsatzteile nicht ausreicht, um darin den gesamten Querschnitt der Fluideinlasspassage auszubilden, den Querschnitt auf mehrere

Einlaufeinsatzteile zu verteilen. Damit unterliegt der Fachmann beim Konstruieren der Fluideinlasspassage bzw. des Einlaufeinsatzes im Wesentlichen keinen ausgangsmaterialbedingten Beschränkungen und kann somit eine optimale Konstruktion realisieren.

In diesem Zusammenhang ist zu bemerken, dass die Fluideinlasspassage sowohl aufgrund ihres Querschnitts als auch aufgrund eines ggf. vorhandenen axialen Verlaufsfaktors von mehreren Einlaufeinsatzteilen begrenzt sein kann.

Gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Radialkompressors ist in einem Einlaufeinsatzteil der Mehrzahl von Einlaufeinsatzteilen ein Spiralraum ausgebildet, wobei der Spiralraum als nachträglich eingebrachte räumliche Unterbrechung im Stoffzusammenhalt der Materialstruktur ausgebildet ist.

Gemäß dieser Ausgestaltung der Erfindung ist auf einfache, raumsparende und kostengünstige Weise ein Fluidausleitelement in den Einlaufeinsatz integriert. Dies reduziert zusätzlich die Kosten und den Fertigungsaufwand. Besonders geeignet ist eine solche Ausgestaltung der Erfindung für einstufige Radialkompressoren, ist aber nicht auf diese beschränkt.

Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung weist ein Verfahren zum Herstellen eines Radial kompressors zumindest die folgenden Schritte auf: Bereitstellen eines Kompressorgehäuses, Bereitstellen einer Kompressorwelle, Bereitstellen wenigstens eines Kompressorlaufrades und Anordnen dessen auf der

Kompressorwelle, drehbares Lagern der Kompressorwelle in dem

Kompressorgehäuse, Bereitstellen eines Einlaufeinsatzes, so dass dieser eine bestimmte Erstreckung in einer Radialrichtung und einer Axialrichtung des Radialkompressors aufweist und eine Fluideinlasspassage definiert, und

Anordnen des Einlaufeinsatzes im Kompressorgehäuse, so dass der

Einlaufeinsatz in einem Fluidpfad im Kompressorgehäuse einer ersten

Laufradstufe des Radialkompressors zugeordnet ist und die Fluideinlasspassage im Fluidpfad einem ersten Kompressorlaufrad der Anzahl von

Kompressorlaufrädern vorgeordnet ist und zu diesem hin führt, wobei die

Fluideinlasspassage insbesondere in ihrer Gesamtheit durch eine

Trennbearbeitung insbesondere aus dem Vollen in den Einlaufeinsatz eingebracht wird.

Gemäß der Erfindung kann eine Trennbearbeitung beispielsweise ein Zerteilen und/oder ein Spanen (z.B. Fräsen, Bohren, Drehen, Schleifen usw.) und/oder ein Abtragen (z.B. Funkenerodieren, Laserschneiden, Elektronenstrahlschneiden, Brennschneiden usw.) beinhalten.

Mit einem erfindungsgemäßen Trennverfahren lassen sich mit den heute verfügbaren z.B. CNC-Maschinen, wie z.B. CNC-Fräsmaschinen, CNC- Funkenerodiermaschinen usw., erheblich höhere Genauigkeiten, insbesondere auch für die Fluideinlasspassage, erzielen. Damit kann auf eine kostenintensive, langwierige und qualitätsschwankende Herstellung der Fluideinlasspassage mittels Gusskernen verzichtet werden.

Ein mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellter Radial kompressor mit einem erfindungsgemäß ausgebildeten Einlaufeinsatz weist somit durch die mit stets gleichbleibender Qualität bzw. Maßhaltigkeit hergestellte

Fluideinlasspassage stets die gewünschten und damit verbesserte

Betriebseigenschaften auf. Durch die z.B. damit reduzierten Risiken hinsichtlich lieferzeitbedingter und/oder qualitätsbedingter Konventionalstrafen und/oder höherer Beschaffungskosten und/oder höherer Transportkosten für den Hersteller eines solchen Radialkompressors sind insgesamt die Kostenrisiken bei der Herstellung des Radialkompressors reduziert. Gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird als Ausgangsmaterial für den Einlaufeinsatz druckumgeformtes Material verwendet.

Wie oben bereits erwähnt, wird gemäß der Erfindung unter druckumgeformtem Material beispielsweise Schmiedematerial, Kaltwalzmaterial und

Warmwalzmaterial, Ziehmaterial usw. verstanden. Solche Materialien sind am Markt schnell und preiswert als Halbzeuge verfügbar. Ferner weisen

druckumgeformte Materialien eine hinsichtlich Lufteinschlüssen verbesserte Materialstruktur auf, da durch die Druckumformung nach einem Urformen ggf. vorhandene Lufteinschlüsse gewissermaßen verschmiedet werden und damit eine homogenere Materialstruktur geschaffen wird.

Bevorzugt wird als Ausgangsmaterial für den Einlaufeinsatz Walzmaterial, insbesondere Metallblech, verwendet. Insbesondere Metallbleche sind am Markt in einer Vielzahl von Blechdicken und Materialqualitäten schnell und preiswert verfügbar.

Gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird als Ausgangsmaterial für den Einlaufeinsatz vollwandiges bzw. massives Material verwendet.

Mit anderen Worten kann als Ausgangsmaterial jegliches am Markt verfügbare geeignete Vollmaterial verwendet werden, da die Fluideinlasspassage erst nachträglich in ihrer Gesamtheit per Trennbearbeitung aus dem Vollen

herausgearbeitet wird.

Gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden beim Bereitstellen des Einlaufeinsatzes eine Mehrzahl von separaten

Einlaufeinsatzteilen so aufeinandergeschichtet und miteinander verbunden, dass die Einlaufeinsatzteile in Axialhchtung des Radialkompressors nacheinander angeordnet sind, wobei die Einlaufeinsatzteile bevorzugt miteinander verschweißt, verlötet und/oder verschraubt werden.

Die erfindungsgemäße Laminierung bzw. Aufeinanderschichtung mehrerer Einlaufeinsatzteile hat den Vorteil, dass die Gesamterstreckung des

Einlaufeinsatzes in Axialrichtung des Radial kompressors auf die mehreren

Dickenabmessungen bzw. Erstreckungen in Axial richtung des Radial kompressors der Einlaufeinsatzteile verteilbar ist. Damit unterliegt das für die jeweiligen

Einlaufeinsatzteile zu verwendende Ausgangsmaterial zumindest in einer

Dimension, nämlich hier bevorzugt in der sich in Axialrichtung des

Radial kompressors erstreckenden Dickendimension, nicht den durch den

Einlaufeinsatz als Ganzes vorgegebenen Beschränkungen bzw.

Größenmindestanforderungen. Damit wird eine erhöhte Flexibilität hinsichtlich der Grundabmessungen des zu verwendenden Ausgangsmaterials für die jeweiligen Einlaufeinsatzteile sichergestellt.

Mit der erfindungsgemäßen Aufeinanderschichtung mehrerer Einlaufeinsatzteile, kann auf einfache Weise z.B. das Problem gelöst werden, dass die am Markt verfügbare Blechdicke beschränkt ist. Mit anderen Worten werden, wenn die

Dickenabmessung des Einlaufeinsatzes z.B. die am Markt verfügbare Blechdicke überschreitet, einfach mehrere Bleche (Einlaufeinsatzteile) aufeinandergeschichtet und wie oben beschrieben miteinander verbunden. Die geometrische Form für die Fluideinlasspassage kann in jedes Blech einzeln oder in die Bleche im

Geschichtet-Zustand eingebracht werden.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Einlaufeinsatzes aus mehreren Einlaufeinsatzteilen können für bestimmte Kompressorbaugrößen Standard- Einlaufeinsatzteile definiert werden, so dass zumindest das Ausgangsmaterial für diese und ggf. sogar fertige Einlaufeinsatzteile in einem Lager vorgehalten werden können. Damit können erfindungsgemäße Radialkompressoren einen höheren Standardisierungsgrad aufweisen, womit eine kostenmäßige Optimierung des Herstellungsprozesses erzielbar ist. Ferner ist es durch eine Lagervorhaltung von bestimmten Einlaufeinsatzteilen möglich, schnell und flexibel auf Kundenwünsche zu reagieren.

Gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Fluideinlasspassage so eingebracht, dass sie von wenigstens zwei

Einlaufeinsatzteilen der Mehrzahl von Einlaufeinsatzteilen begrenzt wird.

Durch die erfindungsgemäße Aufeinanderschichtung ist es somit möglich, wenn eine auf dem Markt verfügbare Dickendimension des Ausgangsmaterials für die jeweiligen Einlaufeinsatzteile nicht ausreicht, um darin den gesamten Querschnitt der Fluideinlasspassage auszubilden, den Querschnitt auf mehrere

Einlaufeinsatzteile zu verteilen. Damit unterliegt der Fachmann beim Konstruieren und Herstellen der Fluideinlasspassage bzw. des Einlaufeinsatzes im

Wesentlichen keinen ausgangsmaterialbedingten Beschränkungen und kann somit eine optimale Konstruktion und Fertigung realisieren.

In diesem Zusammenhang ist zu bemerken, dass die Fluideinlasspassage sowohl aufgrund ihres Querschnitts als auch aufgrund eines ggf. vorhandenen axialen Verlaufsfaktors von mehreren Einlaufeinsatzteilen begrenzt werden kann.

Gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird in ein Einlaufeinsatzteil der Mehrzahl von Einlaufeinsatzteilen per Trennbearbeitung ein Spiralraum eingebracht.

Gemäß dieser Ausgestaltung der Erfindung wird auf einfache, raumsparende und kostengünstige Weise ein Fluidausleitelement in den Einlaufeinsatz integriert. Dies reduziert zusätzlich die Kosten und den Fertigungsaufwand. Besonders geeignet ist eine solche Ausgestaltung der Erfindung für einstufige Radialkompressoren, ist aber nicht auf diese beschränkt.

Gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird als Trennbearbeitung eine spanende und/oder eine abtragende Bearbeitung eingesetzt.

Gerade für räumlich verlaufende Geometrien wie die Fluideinlasspassage eignen sich per CNC-Maschine durchgeführte Bearbeitungsverfahren wie z.B. Fräsen, Funkenerodieren, Laserschneiden, Elektronenstrahlschneiden und

Brennschneiden. Damit lässt sich die Geometrie der Fluideinlasspassage in wiederholbarer Qualität und hoher Maßgenauigkeit zuverlässig herstellen.

Im Fazit wird gemäß Ausführungsformen beider Aspekte der Erfindung

vorgeschlagen, die Gussteile für Einlaufeinsätze durch jeweils aus mindestens einem Blech bzw. Blechen überwiegend spanend hergestellte Bauteile zu ersetzen. Bei geeigneter Formgebung der strömungsführenden

Fluideinlasspassage kann diese aus einem oder bei nicht ausreichend zur Verfügung stehender Blechdicke mehreren geschichteten Blechen spanabhebend und/oder durch erosive und/oder durch schneidende Verfahren (Laser,

Elektronenstrahl, Brennschneiden) hergestellt werden.

Bei geschichteten Blechen können diese miteinander verschraubt, verlötet oder verschweißt werden. Werden die Bleche miteinander verschraubt, kann die Verschraubung auch Bestandteil der Verschraubung des gesamten Statorpaketes sein.

Die Erfindung erlaubt nicht nur den Einsatz von Blechen, sondern ermöglicht auch den Aufbau einer Standard-Bauteilsystematik. Erfindungsgemäß besteht keine Beschränkung auf einstufige

Radialkompressoren, sondern die Erfindung ist z.B. auch für mehrstufige

Radialkompressoren sowohl in Barrel bauweise als auch in horizontal geteilter Bauweise anwendbar.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist der Radial kompressor ein einwelliger Radial kompressor.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsformen und unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren beschrieben.

Fig.1 zeigt eine schematische Schnittansicht eines Radialkompressors gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.

Fig.2 zeigt eine perspektivische Explosionsansicht eines Einlaufeinsatzes eines Radialkompressors gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.

Fig.3 zeigt eine seitliche Explosionsansicht des Einlaufeinsatzes von Fig.2.

Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die Figuren 1 bis 3 ein

Radialkompressor 1 gemäß Ausführungsformen der Erfindung beschrieben.

Ein erfindungsgemäßer Radial kompressor 1 weist ein Kompressorgehäuse 10, eine drehbar in dem Kompressorgehäuse 10 gelagerte Kompressorwelle 20, wenigstens ein in dem Kompressorgehäuse 10 auf der Kompressorwelle 20 angeordnetes Kompressorlaufrad 14 und ein in einem Fluidpfad im

Kompressorgehäuse 10 einer ersten Laufradstufe des Radialkompressors 1 zugeordneten Einlaufeinsatz 12 auf, welcher eine bestimmte Erstreckung in einer Radialrichtung RR und einer Axialrichtung AR (siehe Fig.1 und Fig.3) des

Radialkompressors 1 hat. Im Betrieb des erfindungsgemäßen Radialkompressors 1 wird über einen im Kompressorgehäuse 10 ausgebildeten Fluideinlass 11 , welcher einen

Einlassstutzen (nicht gezeigt) aufweisen kann, und eine im Einlaufeinsatz 12 ausgebildete Fluideinlasspassage 13 gasförmiges und/oder flüssiges Fluid in das mit der Kompressorwelle 20 rotierende Kompressorlaufrad 14 eingeleitet und aus dem Kompressorlaufrad 14 heraus radial in eine Diffusorpassage 15

hineingefördert, die das Fluid in eine in einem Fluidausleitelement 16 ausgebildete Fluidauslasspassage 16a (eine Spiralpassage oder Sammelpassage) einleitet.

Über die Fluidauslasspassage 16a wird das Fluid zu einem z.B. mit einem

Druckstutzen (nicht gezeigt) versehenen Fluidauslass 18 im Kompressorgehäuse 10 geleitet und einem nachfolgenden Prozess zugeführt.

Wie aus Fig.1 ersichtlich, ist die Fluideinlasspassage 13 im Einlaufeinsatz 12 im Fluidpfad dem ersten (und gemäß der in Fig.1 gezeigten Ausführungsform einzigen) Kompressorlaufrad 14 vorgeordnet und führt bzw. erstreckt sich zu diesem hin.

Wie aus Fig.2 und Fig.3 ersichtlich, ist der Einlaufeinsatz 12 von drei in

Axialrichtung AR des Radial kompressors 1 aufeinandergeschichteten und miteinander verbundenen Einlaufeinsatzteilen 12a, 12b, 12c gebildet, wobei die Einlaufeinsatzteile gemäß Ausführungsformen der Erfindung miteinander verschweißt, verlötet und/oder verschraubt (nicht im Detail dargestellt) sind.

Wie ebenfalls aus Fig.2 und Fig.3 ersichtlich, ist die Fluideinlasspassage 13 von allen dreien der Einlaufeinsatzteile 12a, 12b, 12c zumindest mittels eines

Wandabschnitts dieser begrenzt.

In dem in Fig.2 und Fig.3 rechten Einlaufeinsatzteil 12c ist eine

Fluidauslasspassage in Form eines Spiralraums 121 c ausgebildet. Der Spiralraum 121 c bildet als Modifikation zu der in Fig.1 gezeigten Ausführungsform die

Fluidauslasspassage, wobei das Einlaufeinsatzteil 12c das Fluidausleitelement bildet. Eine solche Konfiguration ist insbesondere für einen einstufigen

Radialkompressor geeignet. Es ist zu bemerken, dass gemäß Ausführungsformen der Erfindung der Spiralraum 121 c im Einlaufeinsatzteil 12c auch weggelassen sein kann und stattdessen die Fluidauslasspassage wie in Fig.1 gezeigt angeordnet sein kann.

Gemäß der in Fig.2 und Fig.3 gezeigten Ausführungsform der Erfindung ist das in diesen Figuren linke Einlaufeinsatzteil 12a als Kegelscheibe ausgebildet, ist das in diesen Figuren mittlere Einlaufeinsatzteil 12b als Einlaufherz ausgebildet und ist das in diesen Figuren rechte Einlaufeinsatzteil 12c als Fluidausleitelement bzw. Spiralgehäuseelement ausgebildet.

Der Einlaufeinsatz 12 ist aus einem Material mit einer definierten Materialstruktur hergestellt, nämlich gemäß Ausführungsformen der Erfindung aus

druckumgeformtem Material und hier insbesondere aus gewalztem Metallblech. Mit anderen Worten ist die Materialstruktur des Einlaufeinsatzes 12 bzw. der jeweiligen Einlaufeinsatzteile 12a, 12b, 12c eine Druckumgeformt-Materialstruktur und hier insbesondere eine Walzmaterialstruktur.

Gemäß der Erfindung sind die Fluideinlasspassage 13 und der Spiralraum 121 c durch eine Trennbearbeitung in das vollwandige Ausgangsmaterial (Metallblech) des Einlaufeinsatzes 12 bzw. der jeweiligen Einlaufeinsatzteile 12a, 12b, 12c eingebracht.

Damit stellen die Fluideinlasspassage 13 und der Spiralraum 121 c jeweils eine nachträglich eingebrachte räumliche Unterbrechung in einem Stoffzusammenhalt der Materialstruktur des Einlaufeinsatzes 12 dar. In einer einfachsten Form weist ein Verfahren zum Herstellen des Radialkompressors 1 demnach die folgenden Schritte auf: Bereitstellen des Kompressorgehäuses 10, Bereitstellen der Kompressorwelle 20, Bereitstellen wenigstens eines Kompressorlaufrades 14 und Anordnen dessen auf der

Kompressorwelle 20, drehbares Lagern der Kompressorwelle 20 in dem

Kompressorgehäuse 10, Bereitstellen des Einlaufeinsatzes 12, so dass dieser eine bestimmte Erstreckung in Radialrichtung RR und in Axialrichtung AR des Radialkompressors 1 aufweist und eine Fluideinlasspassage 13 definiert, und Anordnen des Einlaufeinsatzes 12 im Kompressorgehäuse 10, so dass der Einlaufeinsatz 12 im Fluidpfad im Kompressorgehäuse 10 einer ersten

Laufradstufe des Radial kompressors 1 zugeordnet ist und die Fluideinlasspassage 13 im Fluidpfad dem ersten Kompressorlaufrad 14 vorgeordnet ist und zu diesem hin führt, wobei die Fluideinlasspassage 13 durch eine Trennbearbeitung in den Einlaufeinsatz 12 eingebracht wird.

Gemäß Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens kann der

Einlaufeinsatz 12, wie in den Figuren 2 und 3 gezeigt, aus einer Mehrzahl von in Axial richtung AR des Radial kompressors 1 aufeinandergeschichteten

Einlaufeinsatzteilen 12a, 12b, 12c hergestellt werden, wobei die Einlaufeinsatzteile 12a, 12b, 12c miteinander verschweißt, verlötet oder verschraubt werden.

Die Fluideinlasspassage 13 kann so eingebracht werden, dass sie, wie in den Figuren 2 und 3 gezeigt, von allen drei Einlaufeinsatzteilen 12a, 12b, 12c begrenzt wird.

Die geometrische Form für die Fluideinlasspassage 13 kann in jedes

Einlaufeinsatzteil 12a, 12b, 12c einzeln oder in die Einlaufeinsatzteile 12a, 12b, 12c im Geschichtet-Zustand eingebracht werden. Auch der Spiralraum 121 c kann, wenn vorgesehen, vor oder nach dem miteinander Verbinden bzw.

Aufeinanderschichten der Einlaufeinsatzteile 12a, 12b, 12c per Trennbearbeitung in das strömungsabwärtigste Einlaufeinsatzteil 12c eingebracht werden. Als Trennbearbeitung werden bevorzugt eine spanende und/oder eine abtragende Bearbeitung eingesetzt. Demnach können gemäß Ausführungsformen der Erfindung die Fluideinlasspassage 13 und ggf. der Spiralraum 121 c z.B. per Fräsen und/oder Funkenerodieren aus dem vollen Ausgangsmaterial

herausgearbeitet bzw. in dieses eingebracht werden.

Als Ausgangsmaterial für den Einlaufeinsatz 12 bzw. die jeweiligen

Einlaufeinsatzteile 12a, 12b, 12c kann druckumgeformtes Material und bevorzugt Walzmaterial, insbesondere Metall blech, verwendet werden.

Bezugszeichenliste

1 Radialkompressor

10 Kompressorgehäuse

11 Fluideinlass

12 Einlaufeinsatz

12a Einlaufeinsatzteil

12b Einlaufeinsatzteil

12c Einlaufeinsatzteil

121 c Spiralraum

13 Fluideinlasspassage

14 Kompressorlaufrad

15 Diffusorpassage

16 Fluidausleitelement

16a Fluidausleitpassage

17 Fluidauslass

20 Kompressorwelle

AR Axialhchtung

RR Radialhchtung