(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半径流インペラ(５０)を有する流体機械(１)用インサート(３０)であって、該インサート(３０)は、中空円筒状の基体(３１)を備え、該基体(３１)は、軸方向に延在する、前記流体機械(１)の作動流体のための第１流路(Ｓ１)を形成するために備えられた第１軸端部(３２)と、弓形に半径方向外側に向かって広がっておりかつ、前記第１流路(Ｓ１)と接続され半径方向外側に向かってカーブした、作動流体のための第２流路(Ｓ２)を前記インペラ(５０)のハブ(５１)とともに形成するために備えられた第２軸端部(３３)とを有し、
該第２軸端部(３３)で前記基体(３１)の外周(３１ａ)に環状ウェブ(３６)が備えられており、該環状ウェブ(３６)は、前記第１軸端部(３２)に向かう方向に軸方向で延伸し、前記ウェブ(３６)は、円周方向に複数の間隙(３７)によって中断され、前記外周(３１ａ)に向かう支持手段を介して支えられており、
前記外周(３１ａ)に、半径方向外側へ延伸する固定手段が備えられており、該固定手段を介して前記インサート(３０)が、前記流体機械(１)のハウジング(１０)に固定可能であるインサートにおいて、
前記固定手段は、それぞれ互いに間隔を有して円周方向に設けられている複数の固定リブ(３４)を備えており、前記基体(３１)は、互いに隣り合う前記固定リブ(３４)の間に、円周方向に延伸しかつ前記基体(３１)の内壁を軸方向に分割するスリット部(３９)を備えており、
互いに隣り合うすべての固定リブ(３４)の間にはそれぞれ１つの、円周方向に延伸しかつ前記基体(３１)の内壁を軸方向に分割するスリット部(３９)が前記基体(３１)に備えられていることを特徴とするインサート(３０)。
【請求項２】
前記固定リブ(３４)は、前記基体(３１)の前記外周(３１ａ)に鋳付けられており、前記スリット部(３９)は、前記基体(３１)との接続部を作っている、前記固定リブ(３４)のそれぞれの根元領域(３４ａ)に至るまで半径方向に延伸し、その結果、該根元領域(３４ａ)の構造上の弱化が達成されていることを特徴とする請求項１に記載のインサート(３０)。
【請求項３】
前記基体(３１)の軸方向の長さの半分以上を占めかつ該基体(３１)の前記第１軸端部(３２)を備える、前記基体(３１)の第１軸部(３２ａ)と、前記基体(３１)の軸方向の長さの半分以下を占めかつ該基体(３１)の前記第２軸端部(３３)を備える、前記基体(３１)の第２軸部(３３ａ)とが形成されるように、各スリット部(３９)は前記基体(３１)の内壁を軸方向に分割することを特徴とする請求項１あるいは請求項２に記載のインサート(３０)。
【請求項４】
前記第１軸部(３２ａ)は前記基体(３１)の軸方向の長さの３分の２を占め、前記第２軸部(３３ａ)は前記基体(３１)の軸方向の長さの３分の１を占めることを特徴とする請求項３に記載のインサート(３０)。
【請求項５】
すべてのスリット部(３９)を含み、円周方向全体に延伸し、かつ前記基体(３１)の内壁を軸方向に分割するスリット(４０)が、前記基体(３１)において、前記固定リブ(３４)の領域に備えられており、該固定リブ(３４)は、前記スリット(４０)をそれぞれ軸方向に橋渡しするような幅を備えていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のインサート(３０)。
【請求項６】
前記環状ウェブ(３６)を中断する前記間隙(３７)が、円周方向に対称的に分散されており、前記環状ウェブ(３６)の間隙のない箇所には突起部(３６ａ)が形成されていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のインサート(３０)。
【請求項７】
前記間隙(３７)はそれぞれ、前記突起部(３６ａ)の形状に対して鏡像状に形成されていることを特徴とする請求項６に記載のインサート(３０)。
【請求項８】
前記環状ウェブ(３６)を中断する前記間隙(３７)は、全部で前記環状ウェブ(３６)の５０％に隙間を開けるように、同じ大きさに算定されていることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のインサート(３０)。
【請求項９】
各突起部(３６ａ)は支持手段として、該突起部(３６ａ)の円周方向の幅に関して該突起部(３６ａ)の中心から前記基体(３１)の前記外周(３１ａ)に向かって延伸する支持リブ(３８)を備えていることを特徴とする請求項６から請求項８のいずれか一項に記載のインサート(３０)。
【請求項１０】
前記支持リブ(３８)の数は前記固定リブ(３４)の数と同じであり、各支持リブ(３８)は軸方向に、正確に固定リブ(３４)に対して一直線に並んでいることを特徴とする請求項９に記載のインサート(３０)。
【請求項１１】
流体機械(１)であって、
請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載のインサート(３０)と、
該インサート(３０)が嵌め込まれている内周(１２)と、前記インサート(３０)の固定リブ(３４)が固定されている接続手段とを有するハウジング(１０)と、
回転可能に該ハウジング(１０)に軸受けされておりかつ、前記インサート(３０)の前記基体(３１)の中心長手軸と一致して、該基体(３１)によって形成されている内部空間(３１ｂ)に軸方向に入り込んで延伸するシャフト(２０)と、
ハブ(５１)と、該ハブ(５１)に設けられた複数のブレード(５２)とを有する、前記内部空間(３１ｂ)で前記シャフト(２０)に設けられたインペラ(５０)とを有する流体機械であって、
前記基体(３１)の前記第１軸端部(３２)は、軸方向に延在する作動流体のための第１流路(Ｓ１)を形成し、前記基体(３１)の前記第２軸端部(３３)は、前記第１流路(Ｓ１)と接続され半径方向外側に向かってカーブした作動流体のための第２流路(Ｓ２)を、前記インペラ(５０)の前記ハブ(５１)とともに形成し、その結果、作動流体は前記インペラ(５０)の前記ブレード(５２)を半径方向に貫流しなくてはならず、
前記ハウジング(１０)は、その内周(１２)に、前記インサート(３０)の前記環状ウェブ(３６)の領域において係合手段が備わっており、該係合手段によって前記ウェブ(３６)は、該ウェブ(３６)のための軸方向かつ半径方向の支持を実現する、形状接続的な係合に至ることが可能であり、
駆動時の前記インペラ(５０)の裂損によって、前記基体(３１)の前記第２軸端部(３３)が、前記ウェブ(３６)が前記係合手段と係合することで、前記基体(３１)の前記第１軸端部(３２)に向かう方向にかつ半径方向外側に向かって変形可能なように、前記インサート(３０)が構成されていることを特徴とする流体機械(１)。
【請求項１２】
前記係合手段は、前記インサート(３０)の前記基体(３１)の中央長手軸に対して垂直に延伸しかつ、前記環状ウェブ(３６)に対向する、該ウェブ(３６)のための第１支持面(１５ａ)を備えていることを特徴とする請求項１１に記載の流体機械(１)。
【請求項１３】
前記ハウジング(１０)はその内周(１２)に、円周方向にそれぞれ互いに間隔を有して設けられかつ、前記ウェブ(３６)の支持手段に対して軸方向に一直線に並んでいる複数の補強リブ(１４)を備え、前記係合手段が段状の凹部(１５)の形状で、前記補強リブ(１４)のそれぞれに形成されていることを特徴とする請求項１２に記載の流体機械(１)。
【請求項１４】
段状の各凹部(１５)は、前記インサート(３０)の前記基体(３１)の中央長手軸に対して垂直に延伸しかつ、前記環状ウェブ(３６)に対向する、該ウェブ(３６)のための前記第１支持面(１５ａ)と、該第１支持面(１５ａ)に直接隣接しかつ、中央長手軸に対して平行かつ前記第２軸端部(３３)に向かう方向に延伸する、前記ウェブ(３６)のための第２支持面(１５ｂ)とが備わっていることを特徴とする請求項１３に記載の流体機械(１)。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１のおいて書きに記載のインサートおよびそのようなインサートを装備した流体機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
冒頭で挙げられたようなインサートおよびそのようなインサートを装備され、かつ圧縮機として形成された、半径流インペラを有する流体機械は、特許文献１から知られている。この文献に記載されたインサートは、環状ウェブに備えられた間隙によって、第２軸端部が、インペラの裂損時にキノコ状に膨れ上がって、もしくは半径方向外側に流体機械の螺旋形ハウジングに向かって変形し、ウェブは力接続的に、螺旋形ハウジングの内周リブの円錐形の間隙で支えられ、それによってインペラの裂損時に解放されたエネルギーが、変形エネルギーに変換されることを可能にする。
【０００３】
しかし、特許文献１に記載されたインサートでは、本質的に、インペラの裂損時に解放されかつ半径方向外側に向かって作用する、インペラの破片の力のみが、変形エネルギーに変換される。しかしながら、高い回転数で回転するインペラの裂損時に解放される、インペラの破片のねじり力は、インサートの構造上の形態によって、僅かな程度のみが、インサートの変形で変形エネルギーに変換されることができるだけであり、その結果、ねじり力は、流体機械の裂損安全性もしくは閉じ込め安全性の程度を減少させかねない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】独国特許出願公開第10 2005 039 820号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の課題は、請求項１のおいて書きに記載のインサートを提供すること、すなわち流体機械のインペラの裂損時に解放される力の変換に関して改善された特性によって、当該インサートを装備された流体機械のための、より高い裂損安全性を実現するインサートを提供することである。本発明の課題はさらに、そのようなインサートを装備された流体機械を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述の課題は、請求項１に記載のインサートによって、もしくは請求項１２に記載の流体機械によって解決される。本発明のさらなる形態は、それぞれ従属請求項において定義される。
【０００７】
本発明の第１の態様に従えば、半径流インペラを有する流体機械用インサートが提供され、その際インサートは、中空円筒状の基体を備え、当該基体は、軸方向に延在する、流体機械の作動流体のための第１流路を形成するために備えられた第１軸端部と、弓形に半径方向外側に向かって広がっておりかつ、第１流路と接続され半径方向外側に向かってカーブした、作動流体のための第２流路をインペラのハブとともに形成するために備えられた第２軸端部とを有し、その際第２軸端部で基体の外周に環状ウェブが備えられており、当該環状ウェブは、第１軸端部に向かう方向に軸方向で延伸し、その際ウェブは、円周方向に複数の間隙によって中断され、基体の外周に向かう支持手段を介して支えられており、その際ウェブから軸方向に間隔を有して、外周に、半径方向外側へ延伸する固定手段が備えられており、当該固定手段を介してインサートが、流体機械のハウジングに固定可能である。本発明に係るインサートが優れているのは、固定手段が、それぞれ互いに間隔を有して円周方向に設けられている複数の固定リブを備えていることと、基体が、互いに隣り合う固定リブの間に、円周方向に延伸しかつ基体の内壁を軸方向に分割するスリット部を備えていることである。
【０００８】
本発明に従えば、基体の内壁を軸方向に分割するスリット部が備えられていることによって、基体は構造上、高い回転数で回転するインペラの裂損時に解放される、インペラの破片のねじり力が、自らの間でスリット部を取り囲んでいる固定リブに伝達可能であり、固定リブの変形で変形エネルギーに変換され得るように弱化される。それによって、本発明に係るインサートを装備された流体機械のためのより高い裂損安全性が実現される。
【０００９】
固定リブの厚さ測定は、当該固定リブの望ましい変形に応じて、もしくは当該固定リブによって受け入れられるエネルギーに応じて実施され得る。
【００１０】
本発明の実施形態に従えば、インサートは、半径方向圧縮機用のインサートである。
【００１１】
本発明に係るインサートの実施形態に従えば、互いに隣り合うすべての固定リブの間にはそれぞれ１つの、円周方向に延伸しかつ基体の内壁を軸方向に分割するスリット部が基体に備えられている。
【００１２】
本発明のこの形態によって、基体は構造上さらに弱化され、その結果、ねじり力はより良好に固定リブに伝達され、かつ固定リブのさらに強い変形によって、ねじり力のより大きな減少が達成される。
【００１３】
本発明に係るインサートのさらなる実施形態に従えば、固定リブは、基体の外周に鋳付けられており、スリット部は、基体との接続部を作っている、固定リブのそれぞれの根元領域に至るまで半径方向に延伸し、その結果、根元領域の構造上の弱化が達成されている。
【００１４】
たとえば機械加工で、固定リブの根元領域に至るまで突き通されたスリット部によって付加的に、固定リブはその構造上の強度を弱化され、その結果、当該固定リブはより簡単に変形可能であり、それによって変形エネルギーへのねじり力の変換がより穏やかに、もしくは、より均等に起こり得、それにより流体機械の裂損安全性がさらに向上される。
【００１５】
さらに本発明に係るインサートのさらなる実施形態に従えば、基体の軸方向の長さの半分以上を占めかつ基体の第１軸端部を備える、基体の第１軸部と、基体の軸方向の長さの半分以下を占めかつ基体の第２軸端部を備える、基体の第２軸部とが形成されるように、各スリット部は基体の内壁を軸方向に分割する。
【００１６】
各スリット部が、第２軸端部に備えられた環状ウェブに比較的近く設けられている、本発明の形態によって、インペラの裂損時にキノコ状に膨れ上がって、もしくは基体の第１軸端部に向かう方向でのかつ半径方向外側に向かう、基体の第２軸端部の変形が容易になる。なぜなら、スリット部領域での構造上の弱化によって、関節継手が形成されるからである。この方法で、インペラの裂損時に解放されかつ半径方向外側に向かって作用する、インペラの破片の力が、さらに容易に変形エネルギーに変換され得る。
【００１７】
好適には、第１軸部の軸方向の長さが第１流路を完全に含み、第２軸部の軸方向の長さが第２流路を含むように、分割が行われる。
【００１８】
さらに本発明に係るインサートの実施形態に従えば、第１軸部は基体の軸方向の長さのおよそ３分の２を占め、第２軸部は基体の軸方向の長さのおよそ３分の１を占める。
【００１９】
本発明に係るインサートの実施形態に従えば、すべてのスリット部を含み、円周方向全体に延伸し、かつ基体の内壁を軸方向に分割するスリットが、基体において、固定リブの領域に備えられており、固定リブは、スリットをそれぞれ軸方向に橋渡しするような幅を備えている。
【００２０】
本発明のこの形態においては、裂損の際にねじり力が印加された、インサートの第２軸部のねじり剛性は、取り巻いているスリットを橋渡しする、固定リブの根元部によってのみ決定され、その結果、ねじり力はより良好に固定リブに伝達され得、当該固定リブのさらに強い変形によって、ねじり力のさらにより大きな減少が達成され得る。
【００２１】
さらに本発明に係るインサートの実施形態に従えば、環状ウェブを中断する間隙が、円周方向に対称的に分散されており、その結果、環状ウェブの間隙のない箇所には、円周方向に対称的に分散された、同じ大きさの突起部が形成されている。
【００２２】
環状ウェブのこの形態によって、キノコ状の膨らみ、もしくは基体の第１軸端部に向かう方向でのかつ半径方向外側に向かう、基体の第２軸端部もしくは第２軸部の変形が、有利なことに容易になる。なぜなら、第２軸端部もしくは第２軸部がキノコ状に膨れ上がる際に有利な、突起部のための側部の移動空間を、間隙が与えるからである。間隙が対称的に分散されているので、突起部の移動は円周方向に均等に進むことができ、ひいては第２軸端部もしくは第２軸部のキノコ状に膨れ上がる変形も、円周方向に均等に進むことができる。
【００２３】
本発明に係るインサートのさらなる実施形態に従えば、間隙はそれぞれ、突起部の形状に対して鏡像状に形成されている。
【００２４】
間隙の形状は、基体の中央長手軸に対して垂直に突起部のそれぞれの自由端部に沿って延在するミラー軸に沿って映されているのが好ましい。
【００２５】
突起部の形状に対して鏡像状の間隙の形態によって、有利には、第２軸端部もしくは第２軸部の変形時に環状ウェブで生じる応力が顧慮され、その結果、キノコ状に膨れ上がる変形は付加的に容易になる。
【００２６】
さらに本発明に係るインサートのさらなる実施形態に従えば、環状ウェブを中断する間隙は、全部で環状ウェブのおよそ５０％に隙間を開けるように、同じ大きさに算定されている。
【００２７】
この方法で、特許文献１に記載された、ハウジングの内周での変形の枠内での、インサートの第２軸端部もしくは第２軸部の支持と固着に必要とされるだけの材料のみが、突起部の形状でウェブに残され、ひいてはキノコ状に膨れ上がる変形はさらになお容易になる。
【００２８】
それぞれの突起部は、それぞれの間隙と面積的にはちょうど同じ大きさになるのが好ましい。
【００２９】
さらに本発明に係るインサートの実施形態に従えば、各突起部は支持手段として、突起部の円周方向の幅に関して突起部の中心から基体の外周に向かって延伸する支持リブを備えている。
【００３０】
キノコ状に膨れ上がる変形時に、突起部が半径方向内側に曲がることがなく、支持要素としてハウジングの内周で当接できることが、支持リブによって有利に保証される。
【００３１】
さらに本発明に係るインサートのさらなる実施形態に従えば、支持リブの数は固定リブの数と同じであり、各支持リブは軸方向に、正確に固定リブに対して一直線に並んでいる。
【００３２】
鋳造技術上都合のよい、固定リブと支持リブとのこのような対称的かつ一直線状の配置によって、さらに有利なことに、第２軸端部もしくは第２軸部の変形時に基体で生じる応力が顧慮され、その結果、キノコ状に膨れ上がる変形はさらにより容易になる。
【００３３】
本発明の第２の態様に従えば、既に記載された本発明の実施形態の１つあるいは複数あるいはすべてに従った、それぞれ考えられ得る組み合わせでのインサートと、内周であってインサートが当該内周にはめ込まれている内周と、インサートの固定リブが固定されている接続手段とを有するハウジングと、回転可能にハウジングに軸受けされておりかつ、インサートの基体の中心長手軸と一致して、基体によって形成されている内部空間に軸方向に入り込んで延伸するシャフトと、ハブと、当該ハブに設けられた複数のブレードとを有する、内部空間でシャフトに設けられたインペラとを備える流体機械であって、基体の第１軸端部は、軸方向に延在する作動流体のための第１流路を形成し、基体の第２軸端部は、第１流路と接続され半径方向外側に向かってカーブした作動流体のための第２流路を、インペラのハブとともに形成し、その結果作動流体はインペラのブレードを半径方向に貫流しなくてはならず、ハウジングは、その内周に、インサートの環状ウェブの領域において、ウェブから半径方向に一定の間隔を備える係合手段が備わっており、当該係合手段によってウェブは、当該ウェブのための軸方向かつ半径方向の支持を実現する、形状接続的な係合に至ることが可能であり、駆動時のインペラの裂損によって、基体の第２軸端部が、ウェブが係合手段と係合することで、基体の第１軸端部に向かう方向にかつ半径方向外側に向かって変形可能なように、インサートが構成されている流体機械が提供される。
【００３４】
流体機械に本発明に係るインサートが備えられており、当該インサートの基体は構造上、高い回転数で回転するインペラの裂損時に解放される、インペラの破片のねじり力が、自らの間でスリット部を取り囲んでいる固定リブに伝達可能でありかつ、固定リブの変形で変形エネルギーに変換され得るように意図して弱化されていることによって、流体機械はより高い裂損安全性を備える。
【００３５】
本発明の実施形態に従えば、流体機械は半径方向圧縮機として形成されている。
【００３６】
本発明に係る流体機械の実施形態に従えば、係合手段は、インサート基体の中央長手軸に対して垂直に延伸しかつ、環状ウェブに対向する、ウェブのための第１支持面を備え、第１支持面は、ウェブから軸方向に一定の間隔を有して設けられている。
【００３７】
第１支持面の本発明に係る配置によって、基体の第２軸端部もしくは第２軸部がキノコ状に膨れ上がって変形する際もしくは基体の第１軸端部に向かう方向にかつ半径方向外側に向かって方向付けられて変形する際に、ウェブは第１支持面と形状接続的に係合し、第１支持面で軸方向に支えられる。この方法で、第２軸端部もしくは第２軸部の軸方向の移動は確実に制限され、裂損力は確実にハウジングで受け止められる。
【００３８】
本発明に係る流体機械のさらなる実施形態に従えば、ハウジングはその内周に、円周方向にそれぞれ互いに間隔を有して設けられかつ、ウェブの支持手段に対して軸方向に一直線に並んでいる複数の補強リブを備え、係合手段が段状の凹部の形状で、補強リブのそれぞれに形成されている。
【００３９】
ウェブの突起部の支持リブのそれぞれは、正確に補強リブに対して一直線に並んでいるのが好ましい。
【００４０】
補強リブに対する、ウェブの支持手段の、有利な意図された配置によって、基体の第２軸端部もしくは第２軸部から補強リブへの最適な力の導入が実現され、それにより第２軸端部もしくは第２軸部の変形が最適に、第２軸端部もしくは第２軸部にはっきり現れる。
【００４１】
好ましくは、突起部は、インサートの強いねじり変形の際にも、配設された補強リブに確実に衝突するような幅を、円周方向にそれぞれ備えている。
【００４２】
さらに本発明に係る流体機械の実施形態に従えば、段状の各凹部は、インサート基体の中央長手軸に対して垂直に延伸し、かつ、環状ウェブに対向する、ウェブのための第１支持面と、第１支持面に直接隣接し、かつ、中央長手軸に対して平行かつ第２軸端部に向かう方向に延伸する、ウェブのための第２支持面とが備わっている。
【００４３】
第２支持面が第１支持面と組み合わせて備えられていることによって、ウェブもしくは各突起部は、ハウジングに確実に形状接続的に軸方向かつ半径方向に支えられることができる。
【００４４】
以下に、本発明が、好ましい実施形態に基づいて、かつ添付の図に関連して、より詳細に記載される。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の実施形態に従った流体機械の縦断面図である。
【図２】図１の流体機械のインサートの斜視図である。
【図３】図２のインサートの一部の斜視断面図である。
【図４】図３で示された、インサートの一部のさらなる斜視断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４６】
図１から図４に関して、ここでは排ガスターボチャージャーの半径方向圧縮機として形成された、本発明の実施形態に従った流体機械１が記載される。
【００４７】
流体機械１は、ハウジング１０と、回転可能にハウジング１０に軸受けされているシャフト２０(概略的にのみ図示)と、ハウジング１０に嵌め込まれているインサート３０と、ここでは圧縮機インペラとして形成されかつ、回転不能にシャフト２０に設けられたハブ５１と当該ハブ５１に設けられた複数のブレード５２とを有するインペラ５０とを備えている。
【００４８】
(軸受)ハウジング１０は、螺旋形ハウジング１１と固定されて螺合されている。
【００４９】
インサート３０は、円形の中空円筒状の基体３１を備えている。基体３１は、軸方向(軸方向ＡＲ)に延在する、流体機械１の作動流体のための第１流路Ｓ１を形成する第１軸端部３２と、弓形に半径方向(半径方向ＲＲ)外側に向かって広がっておりかつ、第１流路Ｓ１と接続され半径方向外側に向かってカーブした、作動流体のための第２流路Ｓ２をインペラ５０のハブ５１とともに形成する第２軸端部３３とを有し、その結果、作動流体はインペラ５０のブレード５２を半径方向に貫流しなくてはならない。
【００５０】
基体３１の第２軸端部３３には、基体３１の外周３１ａに環状ウェブ３６が備えられており、当該環状ウェブ３６は軸方向に、第１軸端部３２に向かう方向に延伸し、ウェブ３６は円周方向(円周方向ＵＲ)に、それぞれ互いに間隔を有して設けられている複数の間隙３７によって中断されており、円周方向にそれぞれ互いに間隔を有して設けられかつ、ウェブ３６に鋳付けられ、支持手段を形成する複数の支持リブ３８を介して基体３１の外周３１ａに向かって支えられている。
【００５１】
基体３１の外周３１ａには、半径方向外側へ延伸しかつ、円周方向にそれぞれ互いに間隔を有して設けられ、固定手段を形成する複数の固定リブ３４が、ウェブ３６から軸方向に間隔を有して鋳付けられており、当該固定リブ３４は共通して、基体３１の半径方向外側に向かって設けられたリングフランジ３５において終わり、当該リングフランジ３５を介してインサート３０は、ネジ３５ａによって流体機械１の螺旋形ハウジング１１に固定されている。
【００５２】
固定リブ３４の円周方向の厚さ測定は、当該固定リブ３４の望ましい変形に対してもしくは当該固定リブ３４によって受け入れられる裂損エネルギーに対して適切に実施される。
【００５３】
特に図２から分かるように、支持リブ３８の数は、固定リブ３４の数と同じであり、各支持リブ３８は軸方向に、正確に固定リブ３４に対して一直線に並んでいる。
【００５４】
ハウジング１０の螺旋形ハウジング１１は、インサート３０が嵌め込まれている内周１２と、インサート３０の固定リブ３４のリングフランジ３５がネジ３５ａによって固定されている、接続手段を提供する接続フランジ１３とを備えている。
【００５５】
シャフト２０は回転可能にハウジング１０に軸受けされており、インサート３０の基体３１の中心長手軸(単独で図示されず)と一致して、基体３１によって形成されている内部空間３１ｂに軸方向に入り込んで延伸し、インペラ５０は内部空間３１ｂに設けられている。
【００５６】
ハウジング１０の螺旋形ハウジング１１は、その内周１２に、インサート３０の環状ウェブ３６の領域において、円周方向にそれぞれ互いに間隔を有して設けられ、ウェブ３６から半径方向に一定の間隔を備え、ウェブ３６の支持リブ３８の１つに対してそれぞれ軸方向に一直線に並び、かつ係合手段を形成する複数の補強リブ１４が備わっている。補強リブ１４には、それぞれ一つの段状の凹部１５が備えられている。
【００５７】
段状の各凹部１５は、インサート３０の基体３１の中央長手軸に対して垂直に延伸し、環状ウェブ３６に対向しかつ、ウェブ３６から軸方向に一定の間隔を備える、ウェブ３６のための第１支持面１５ａと、第１支持面１５ａに直接隣接しかつ、中央長手軸に対して平行かつ第２軸端部３３に向かう方向に延伸する、ウェブ３６のための第２支持面１５ｂとを備えている。
【００５８】
特に図１から明らかなように、第２軸端部３３がインペラ５０の裂損に起因してキノコ状に膨れ上がって変形する際もしくはインサート３０の第１軸端部３２に向かう方向にかつ半径方向外側に向かって方向付けられて変形する際に、ウェブ３６が、当該ウェブ３６のための軸方向かつ半径方向の支持を実現する、螺旋形ハウジング１１の補強リブ１４の段状凹部１５との形状接続的な係合に至ることが可能であり、ウェブ３６は、軸方向で第１支持面１５ａに、半径方向で第２支持面１５ｂに支えられる。
【００５９】
その際、駆動時のインペラ５０の裂損によって、第２軸端部３３が、ウェブ３６が凹部１５と係合することで、インサート３０の第１軸端部３２に向かう方向にかつ半径方向外側に向かって変形可能なように、インサート３０が構成されている。
【００６０】
インサート３０がより良好に変形できるようにするために、基体３１は、互いに隣り合う固定リブ３４の間に、円周方向に延伸しかつ基体３１の内壁を軸方向に分割するスリット部３９(図３と４を参照)を備えている。本発明の記載された実施形態では、互いに隣り合うすべての固定リブ３４の間に、円周方向に延伸しかつ基体３１の内壁を軸方向に分割するそれぞれ一つのスリット部３９が、基体３１に備えられている。
【００６１】
特に図１から明らかなように、本発明の記載された実施形態では、すべてのスリット部３９はともに、円周方向全体に延伸し、かつ基体３１の内壁を軸方向に分割するスリット４０を形成し、固定リブ３４は、図２から図４で示されているように、スリット４０をそれぞれ軸方向に橋渡しするような軸方向の幅を備えている。
【００６２】
特に図１、図３、図４から明らかなように、各スリット部３９もしくはすべてのスリット部３９を含むスリット４０は、基体３１との接続部を作っている、固定リブ３４のそれぞれの根元領域３４ａに至るまで半径方向に延伸し、その結果、根元領域３４ａの構造上の弱化が達成されている。
【００６３】
図１から最も明らかなように、基体３１の軸方向の長さの半分以上を占めかつ基体３１の第１軸端部３２を備える、基体３１の第１軸部３２ａと、基体３１の軸方向の長さの半分以下を占めかつ基体３１の第２軸端部３３を備える、基体３１の第２軸部３３ａとが形成されるように、スリット部３９もしくはスリット４０は基体３１の内壁を軸方向に分割する。本発明の記載された実施形態に従えば、第１軸部３２ａは基体３１の軸方向の長さのおよそ３分の２を占め、第２軸部３３ａは基体３１の軸方向の長さのおよそ３分の１を占める。
【００６４】
特に図２から明らかなように、環状ウェブ３６を中断する間隙３７が、円周方向に対称的に分散されており、その結果、環状ウェブ３６の間隙のない箇所には、突起部３６ａが形成されている。環状ウェブ３６を中断する間隙３７は、全部で環状ウェブ３６のおよそ５０％に隙間を開けるように、同じ大きさに算定されており、間隙３７はそれぞれ、突起部３６ａの形状に対して鏡像状に形成されている。言い換えれば、間隙３７の形状は、基体３１の中央長手軸に対して垂直に突起部３６ａのそれぞれの自由端部に沿って延在するミラー軸(図示されず)に沿って映されている。
【００６５】
各突起部３６ａには、突起部３６ａの円周方向の幅に関して中心に、半径方向内側に基体３１の外周３１ａへ延伸する支持リブ３８がそれぞれ１つずつ鋳付けられている。
【００６６】
それゆえ、インペラ５０が裂損する際と、それに起因して基体３１の第２軸端部３３もしくは第２軸部３３ａがキノコ状に膨れ上がり、もしくは基体３１の第１軸端部３２に向かう方向にかつ半径方向外側に向かって変形する際、ウェブ３６の突起部３６ａのそれぞれは、補強リブ１４の一つの凹部１５において形状接続的な係合に至り、突起部３６ａは、軸方向で凹部１５の第１支持面１５ａに、半径方向で第２支持面１５ｂに支えられる。
【符号の説明】
【００６７】
１  流体機械
１０  ハウジング／軸受ハウジング
１１  螺旋形ハウジング
１２  内周
１３  接続フランジ
１４  補強リブ
１５  凹部
１５ａ  第１支持面
１５ｂ  第２支持面
２０  シャフト
３０  インサート
３１  基体
３１ａ  外周
３１ｂ  内部空間
３２  第１軸端部
３２ａ  第１軸部
３３  第２軸端部
３３ａ  第２軸部
３４  固定リブ
３４ａ  根元領域
３５  リングフランジ
３５ａ  ネジ
３６  ウェブ
３６ａ  突起部
３７  間隙
３８  支持リブ
３９  スリット部
４０  スリット
５０  インペラ
５１  ハブ
５２  ブレード
Ｓ１  第１流路
Ｓ２  第２流路
ＡＲ  軸方向
ＲＲ  半径方向
ＵＲ  円周方向
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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