<Desc/Clms Page number 1>
Spiraalcompressor.
De uitvinding heeft betrekking op een spiraalcompressor die een behuizing met een eerste vaste spiraal bevat ; in deze behuizing draaibare rotor voorzien van een met de vaste spiraal samenwerkende tweede spiraal ; krukas die een hoofdas bezit die in de behuizing is gelagerd en een excentrisch ten opzichte van de hoofdas gelegen krukpen die onder tussenkomst van een lager in de rotor is gelagerd, waarbij aan de zijde van de krukas, een Oldham ring aanwezig is tussen de draaibare rotor en de behuizing, om het draaien van de rotor op zichzelf rond zijn centrum te beletten zonder een cirkelvormige beweging ervan rond de omwentelingsas van de hoofdas te beletten.
Het gebruik van een Oldham ring of koppeling in een spiraalcompressor die ervoor zorgt dat de rotatie op zich van de rotor en bijgevolg de beschadiging van de spiralen wordt vermeden, is algemeen gekend.
Een dergelijke Oldham ring bevat een basisring waarop, in axiale richting, aan de zijde van de behuizing, een eerste paar tanden is aangebracht dat diametraal tegenover elkaar is gelegen en dat in geleidingsgroeven van de behuizing is gelegen. Aan de zijde van de rotor is de basisring voorzien van een tweede paar gelijkaardige tanden dat, ten opzichte van de positie van het eerste stel tanden, over 90 is verschoven en dat op zijn beurt in geleidingsgroeven van de rotor is gelegen.
Op deze manier kan de rotor een cirkelvormige beweging
<Desc/Clms Page number 2>
beschrijven rond de omwentelingsas van de krukas zonder op zichzelf rond zijn centrum te draaien.
Tijdens de werking van de spiraalcompressor zal het samengeperste gas een axiale kracht uitoefenen op de rotor.
Indien deze kracht niet wordt opgevangen, zou de rotor zich axiaal in de behuizing verplaatsen onder invloed van deze kracht, waardoor lekken zouden ontstaan tussen de randen van de spiraal van de rotor en basisplaat van de vaste spiraal.
Bij de bekende spiraalcompressoren worden deze axiale krachten opgevangen door een gedeelte van het samengeperste gas tussen de rotor en de behuizing toe te voeren of door een drukring die zonder speling aan de zijde van de krukas tussen de rotor en de behuizing aangebracht is.
De Oldham ring is met deze bekende spiraalcompressoren met een speling tussen de rotor en de behuizing aangebracht.
Door de extra maatregelen die nodig zijn om de axiale krachten op te vangen, zijn deze bekende spiraalcompressoren ingewikkeld van constructie.
De uitvinding beoogt een spiraalcompressor die deze nadelen niet bezit en eenvoudig is van constructie.
Hiertoe is de Oldham ring in axiale richting met minstens een gedeelte zonder speling tussen de rotor en de behuizing aangebracht.
De Oldham ring vervult tevens de functie van drukring,
<Desc/Clms Page number 3>
waardoor hij de axiale krachten kan opvangen. Het aantal onderdelen is kleiner en/of een extra bewerking van de rotor of van de behuizing voor het monteren van de drukring is overbodig.
Bij voorkeur bestaat het gedeelte van de Oldham ring dat zonder speling tussen de rotor en de behuizing is aangebracht minstens uit de basisring.
Met het inzicht de kenmerken van de uitvinding beter aan te tonen, is hierna, als voorbeeld zonder enig beperkend karakter, een voorkeurdragende uitvoeringsvorm beschreven van een spiraalcompressor volgens de uitvinding, met verwijzing naar de bijgaande tekeningen waarin:
Figuur 1 een doorsnede weergeeft van een spiraal- compressor volgens de uitvinding;
Figuur 2 op grotere schaal het gedeelte van figuur 1 weergeeft dat is aangeduid met F2;
Figuur 3 de Oldham ring van de figuren 1 en 2 in perspectief weergeeft;
In de figuren 1 en 2 is een spiraalcompressor weergegeven die in hoofdzaak bestaat uit een behuizing 1 met een eerste vaste spiraal 2 op een vlak gedeelte 3 van haar binnenzijde ; een in deze behuizing 1 draaibare rotor 4 die een vlakke basisplaat 5 bevat met daarop een tweede beweegbare spiraal 6 die met de voornoemde vaste spiraal 2 samenwerkt ; en een krukas 7, bestemd om met een niet in de figuren weergegeven motor gekoppeld te worden, voor het aandrijven van de rotor 4.
De behuizing 1 bestaat om constructieve redenen uit twee
<Desc/Clms Page number 4>
gedeelten lA en 1B die onder tussenkomst van een afdichtingsring tegen elkaar bevestigd zijn, waarbij de basisplaat 5 en de spiraal 6 in het ene gedeelte lA zijn gelegen en waarbij de krukas 7 in het andere gedeelte 1B is aangebracht.
Deze krukas 7 bestaat uit een hoofdas 8 die door middel van kogellagers 9 in het gedeelte 1B gelagerd is en uit een krukpen 10 die zich op een uiteinde parallel aan, maar excentrisch ten opzichte van de hoofdas 8, uitstrekt en door tussenkomst van een rollager 11 omringd is door een op de rugzijde 12 van de basisplaat 5 staande kraag 13.
Voor de balans van de krukas 7 en de rotor 4 is een tegengewicht 14 excentrisch ten opzichte van de omwentelingsas van de krukas 7 en diametraal tegenover de krukpen 10 aan de hoofdas 8 bevestigd.
Een Oldham ring 15 bevindt zich tussen de rugzijde 12 van de basisplaat 5 van de rotor 4 en de bodem 16 van een uitholling 17 in het gedeelte 1B van de behuizing 1.
Zoals in detail in figuur 3 is weergegeven, bevat deze Oldham ring 15 een basisring 18 met op de ene vlakke zijde twee diametraal tegenover elkaar gelegen tanden 19, en op de andere vlakke zijde twee diametraal gelegen tanden 20 die over 90 ten opzichte van de tanden 19 verschoven zijn.
De tanden 19 bevinden zich elk verschuifbaar in een ten opzichte van de as van de krukpen 10 radiaal gerichte geleidingsgroef 21 in de basisplaat 5 van de rotor 4.
De tanden 20 bevinden zich elk verschuifbaar in een
<Desc/Clms Page number 5>
geleidingsgroef 22, die in het gedeelte 1B uitgewerkt is en waarvan de lengterichting radiaal gericht is ten opzichte van de hoofdas 8.
De basisring 18 is passend aangebracht en dus zonder speling in de uitholling 17 tussen de bodem 16 ervan en de rugzijde 12 van de rotor 4, en houdt dus zowel bij stilstand als bij werking van de schroefcompressor de basisplaat 5 op afstand van deze bodem 16.
Wanneer de krukas 7 aangedreven wordt door een niet in de figuren weergegeven motor, voert de rotor 4, meegenomen door de beweging van de krukpen 10, een cirkelvormige beweging uit rond de omwentelingsas van de krukas 7.
Door deze beweging wordt een samendrukbaar gas, bijvoorbeeld lucht, via een inlaatopening 23 in de behuizing 1, tussen de buitenste windingen van de spiralen 2 en 6 gezogen en samengeperst, waarna het samengeperste gas naar buiten geduwd wordt doorheen een uitlaatopening 24 die aansluit op het midden van de vaste spiraal 2.
De Oldham ring 15 die met zijn tanden 19 en 20 in de geleidingsgroeven 21 en 22 grijpt, maakt een rechtlijnige heen en weergaande beweging ten opzichte van het gestel 1 en de rotor 4, zodat de rotor 4 een cirkelvormige beweging kan beschrijven, maar belet tevens een rotatiebeweging van de rotor 4.
De axiale krachten die tijdens de compressie door het samengeperste gas op de rotor 4 worden uitgeoefend, worden opgevangen door de Oldham ring 15, meer bepaald door de
<Desc/Clms Page number 6>
basisring 18 die zonder speling tussen de rugzijde 12 van de basisplaat 5 en de bodem 16 van de uitholling 17 in het gedeelte 1B aanwezig is en die elke axiale verplaatsing van de rotor 4 in de richting van de krukas 7 ten opzichte van de behuizing 1 belet.
De rotor 4 steunt axiaal op de basisring 18 die zelf axiaal op het gedeelte 1B van de behuizing 1 steunt.
Tijdens de rotatie van de rotor 4, voert de Oldham ring 15 zowel ten opzichte van de voornoemde rugzijde 12 als ten opzichte van de voornoemde bodem 16 een relatieve beweging uit, waarbij de vlakke zijden van de basisring 18 met deze rugzijde 12 en bodem 16 in contact komen.
Om slijtage te beperken en de levensduur te verlengen, worden de materialen van de rotor 4 en van de Oldham ring 15 zorgvuldig gekozen en worden de vlakke zijden van de basisring 18 eventueel op een speciale manier bewerkt of van een speciale afwerking of coating voorzien.
De Oldham ring 15 kan uit composietmateriaal, dit is met vezels versterkte kunststof, vervaardigd zijn of uit metaal, bijvoorbeeld uit een metaal zoals gebruikt in lagers of uit een gietijzer.
Indien de Oldham ring 15 uit metaal is vervaardigd, zal door het veroorzaken van een olienevel in de ruimte tussen de basisplaat 5 en het gedeelte 1B, een oliefilm op deze vlakke zijden worden gevormd.
Hiertoe wordt olie in voornoemde ruimte waarin zich de
<Desc/Clms Page number 7>
Olham ring 15 bevindt, geïnjecteerd via een kanaal 25 dat in het gedeelte 1B van de behuizing 1 is aangebracht en uitmondt in de uitholling 17, meer bepaald in het centrale gedeelte 17A daarvan waarin de kraag 13 en het tegengewicht 14 zijn gelegen. Via dit kanaal 25 wordt olie gespoten op het ronddraaiende tegengewicht 14, hetgeen een goede verspreiding van de olie naar de rest van de uitholling 17 en dus naar de bewegende Oldham ring 15 verzekert.
De randen van de basisring 18 en de randen van de eindvlakken van de tanden 19 en 20 zijn bij voorkeur een weinig afgerond.
De rotor 4 kan uit een ander materiaal vervaardigd zijn dan de Oldham ring 15, bijvoorbeeld uit aluminium.
De Oldham ring 15 oefent dus tegelijk een dubbele functie uit, namelijk het beletten van de rotatie van de rotor 4 en het opvangen van de axiale krachten, zodat geen extra middelen voor deze laatste functie nodig zijn, en de constructie van de spiraalcompressor dus relatief eenvoudig is.
De uitvinding is geenszins beperkt tot de hiervoor beschreven en in de figuur weergegeven uitvoeringsvorm, doch dergelijke spiraalcompressor kan in verschillende varianten worden verwezenlijkt zonder buiten het kader van de uitvinding te treden.
<Desc / Clms Page number 1>
Spiral compressor.
The invention relates to a spiral compressor comprising a housing with a first fixed spiral; rotor rotatable in this housing provided with a second spiral cooperating with the fixed spiral; crankshaft that has a main shaft mounted in the housing and a crank pin eccentrically positioned with respect to the main shaft that is mounted in the rotor through a bearing, with an Oldham ring on the crankshaft side between the rotatable rotor and the housing to prevent rotation of the rotor on its own around its center without preventing a circular movement thereof about the axis of rotation of the main axis.
The use of an Oldham ring or coupling in a spiral compressor that ensures that the rotation of the rotor per se and therefore the damage to the spirals is avoided, is generally known.
Such an Oldham ring comprises a base ring on which, in axial direction, on the housing side, a first pair of teeth is arranged which are diametrically opposite each other and which are located in guide grooves of the housing. On the rotor side, the base ring is provided with a second pair of similar teeth which is offset by 90 relative to the position of the first set of teeth and which in turn is located in guide grooves of the rotor.
In this way the rotor can make a circular movement
<Desc / Clms Page number 2>
describe around the axis of rotation of the crankshaft without turning around its center on its own.
During the operation of the spiral compressor, the compressed gas will exert an axial force on the rotor.
If this force is not absorbed, the rotor would move axially in the housing under the influence of this force, as a result of which leaks would arise between the edges of the rotor of the rotor and the base plate of the fixed spiral.
In the known spiral compressors, these axial forces are absorbed by supplying a portion of the compressed gas between the rotor and the housing or by a pressure ring which is arranged between the rotor and the housing without play on the crankshaft side.
The Oldham ring is fitted with a clearance between the rotor and the housing with these known spiral compressors.
Due to the extra measures required to absorb the axial forces, these known spiral compressors are complicated in construction.
It is an object of the invention to provide a spiral compressor which does not have these disadvantages and is of simple construction.
For this purpose, the Oldham ring is fitted in the axial direction with at least a portion without play between the rotor and the housing.
The Oldham ring also fulfills the function of pressure ring,
<Desc / Clms Page number 3>
allowing him to absorb the axial forces. The number of parts is smaller and / or additional processing of the rotor or of the housing for mounting the pressure ring is superfluous.
Preferably, the portion of the Oldham ring which is arranged without play between the rotor and the housing consists at least of the base ring.
With the insight to better demonstrate the characteristics of the invention, a preferred embodiment of a spiral compressor according to the invention is described below as an example without any limiting character, with reference to the accompanying drawings in which:
Figure 1 shows a section of a spiral compressor according to the invention;
Figure 2 shows on a larger scale the part of Figure 1 which is indicated by F2;
Figure 3 is a perspective view of the Oldham ring of Figures 1 and 2;
Figures 1 and 2 show a spiral compressor which essentially consists of a housing 1 with a first fixed spiral 2 on a flat part 3 of its inner side; a rotor 4 rotatable in this housing 1 and comprising a flat base plate 5 with a second movable coil 6 thereon which cooperates with the aforementioned fixed coil 2; and a crankshaft 7, intended to be coupled to a motor not shown in the figures, for driving the rotor 4.
The housing 1 consists of two for structural reasons
<Desc / Clms Page number 4>
portions 1A and 1B which are attached to each other through the intermediary of a sealing ring, wherein the base plate 5 and the coil 6 are located in one portion 1A and wherein the crankshaft 7 is arranged in the other portion 1B.
This crankshaft 7 consists of a main shaft 8 which is mounted in the section 1B by means of ball bearings and of a crank pin 10 which extends parallel to, but eccentrically with respect to the main shaft 8, and through a roller bearing 11 is surrounded by a collar 13 standing on the back side 12 of the base plate 5.
For the balance of the crankshaft 7 and the rotor 4, a counterweight 14 is attached to the main shaft 8 eccentrically with respect to the axis of rotation of the crankshaft 7 and diametrically opposite the crank pin 10.
An Oldham ring 15 is located between the back 12 of the base plate 5 of the rotor 4 and the bottom 16 of a recess 17 in the portion 1B of the housing 1.
As shown in detail in Figure 3, this Oldham ring 15 comprises a base ring 18 with two diametrically opposed teeth 19 on one flat side, and two diametrically opposed teeth 20 on the other flat side that are 90 ° relative to the teeth. 19 have been shifted.
The teeth 19 are each displaceable in a guide groove 21 radially directed with respect to the axis of the crank pin 10 in the base plate 5 of the rotor 4.
The teeth 20 are each slidably in one
<Desc / Clms Page number 5>
guide groove 22, which is formed in the section 1B and whose longitudinal direction is radially directed with respect to the main axis 8.
The base ring 18 is suitably arranged and thus without play in the recess 17 between the bottom 16 thereof and the back side 12 of the rotor 4, and thus keeps the base plate 5 at a distance from this bottom 16 both when the screw compressor is stationary and when the screw compressor is operating.
When the crankshaft 7 is driven by a motor not shown in the figures, the rotor 4, carried by the movement of the crank pin 10, performs a circular movement about the axis of rotation of the crankshaft 7.
As a result of this movement, a compressible gas, for example air, is sucked and compressed via an inlet opening 23 in the housing 1 between the outer turns of the spirals 2 and 6, whereafter the compressed gas is pushed out through an outlet opening 24 which connects to the center of the fixed spiral 2.
The Oldham ring 15 which engages with its teeth 19 and 20 in the guide grooves 21 and 22 makes a linear reciprocating movement with respect to the frame 1 and the rotor 4, so that the rotor 4 can describe a circular movement, but also prevents a rotational movement of the rotor 4.
The axial forces exerted on the rotor 4 by the compressed gas during compression are absorbed by the Oldham ring 15, in particular by the
<Desc / Clms Page number 6>
base ring 18 which is present in the section 1B without play between the backside 12 of the base plate 5 and the bottom 16 of the cavity 17 and which prevents any axial movement of the rotor 4 in the direction of the crankshaft 7 relative to the housing 1 .
The rotor 4 is supported axially on the base ring 18 which itself is supported axially on the portion 1B of the housing 1.
During the rotation of the rotor 4, the Oldham ring 15 performs a relative movement both with respect to the aforementioned backside 12 and to the aforementioned bottom 16, the flat sides of the base ring 18 with this backside 12 and bottom 16 make contact.
In order to limit wear and to extend the service life, the materials of the rotor 4 and of the Oldham ring 15 are carefully selected and the flat sides of the base ring 18 may be machined in a special way or provided with a special finish or coating.
The Oldham ring 15 can be made of composite material, this is fiber-reinforced plastic, or of metal, for example from a metal as used in bearings or from a cast iron.
If the Oldham ring 15 is made of metal, by causing an oil mist in the space between the base plate 5 and the portion 1B, an oil film will be formed on these flat sides.
For this purpose, oil is supplied in the aforementioned space in which the
<Desc / Clms Page number 7>
Olham ring 15 is injected through a channel 25 which is disposed in the portion 1B of the housing 1 and opens into the recess 17, more particularly in the central portion 17A thereof in which the collar 13 and the counterweight 14 are located. Oil is sprayed via this channel 25 onto the rotating counterweight 14, which ensures a good distribution of the oil to the rest of the cavity 17 and thus to the moving Oldham ring 15.
The edges of the base ring 18 and the edges of the end faces of the teeth 19 and 20 are preferably slightly rounded.
The rotor 4 can be made of a different material than the Oldham ring 15, for example of aluminum.
The Oldham ring 15 thus simultaneously performs a dual function, namely preventing the rotation of the rotor 4 and absorbing the axial forces, so that no additional means are required for this latter function, and the construction of the spiral compressor is therefore relatively simple is.
The invention is by no means limited to the embodiment described above and shown in the figure, but such a spiral compressor can be realized in various variants without departing from the scope of the invention.