Rotierender Luftkompressor. Gegenstand vorliegender Erfindung ist ein rotierender Luftkompressor, bei dem innerhalb eines ringförmigen, mit Innen zähnen versehenen Rotors ein Rotor mit Aussenverzahnung angeordnet ist, der einen Zahn weniger besitzt als der äussere Rotor, wobei in den Zahnlücken des Aussenrotors abwechslungsweis-, Saug- und Druckräume entstehen. Einer der Rotoren wird angetrie ben und nimmt den andern mit.
Gemäss der Erfindung stehen die Zähne der Rotoren während der Drehung so in Be rührung miteinander, dass durch die Zahn kurven gebildete Räume entstehen, die dicht voneinander abgeschlossen sind, so dass ein Leeken von der Überdruckseite nach der Unterdruckseite nicht stattfinden kann.
In der beiliegenden Zeichnung ist ein Aus führungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt.
Fig. 1 zeigt in Ansicht einen ringförmi gen Rotor und im Schnitt den innern Rotor, der einen Zahn weniger besitzt als der äussere, wobei der Schnitt durch die Auslasskanä 1e gelegt ist, während ein Teilschnitt ein Ein lassventil zeigt; Fig. 2 ist ein Längsschnitt durch den Kompressor; Fig. 3 ist eine Ansicht des Kompressors. Der ringförmige Rotor 4 ist mit Zähnen,5 ausgerüstet, deren konvexe Teile 6 zykloi- disch verlaufen.
Ein Rad 7, das innerhalb des ringförmigen Rades liegt, bildet den Innenrotor und besitzt einen Zahn weniger als der äussere Rotor, und die Zahnkurven lücken sind ebenfalls zykloidisch, die mit den Zähnen des ringförmigen Rotors bei der gemeinsamen Drehung zusammenarbeiten, um die Zahnlücken abzuschliessen und die Luft zusammenzudrücken.
Die Zykloiden können auf verschiedene Weise hergestellt werden, zum Beispiel durch Wälzkreise, die auf dem Teilkreis B abgerollt werden, um die Zähne des äussern Rades zu bilden, und Wälzkreise, die auf dem Teil kreis C .abgerollt werden, um die Zähne des innern Rades zu formen. Zweckmässigerweise wird man die Wälzkreise so wählen, dass derjenige für das äussere Rad grösser ist als für das innere Rad, um Zähne zu.schaffen, die genügend freies Spiel besitzen.
Die Zahn lücken des Innenrades können den Zykloiden der Zähne des äussern Rades entsprechen, wo bei genügend Spiel vorgesehen ist, um ein leichtes Laufen der Räder zu bewährlei'sten. Die Zahnlücken des innern Rades nähern sieh möglichst der theoretischen Grösse, um beim vollen Eingreifen einen dichten Kontakt herzustellen und das Entweichen kompri mierter Luft von den unter Hochdruck ste henden Zahnlücken nach den Zahnlücken zu verhindern, die gerade geöffnet werden, Die Zahnlücken des rinsförmiseri äussern r,
a- des sind vorzugsweise etwas tiefer behalten, als die th,-oretische Form ergibt, um eine Absehlussflüssi-keit aufzunehmen, so dass beim vollen Eingriff der Zähne in die Zahn lücken die Flüssigkeit über die Zahnflächen verteilt wird, wodurch dieselben beschmiert und gekühlt werden.
Die Zähne und Zahnlücken des innern Rades können durch einen Fräser herbestellt werden, um 'genau und geit arbeitende Zähne und Zahnlücken herzustellen. Die so erhalte nen Zahnlücken erbeben beim Eiiibriff einen dichten Abschluss mit den Zähnen des ring förmigen Rades.
Der Kompressor wird mit einem Motor verbunden, der in demselben Gehäuse an geordnet ist. Ein Ende des Motorwellenlagers dient zu gleicher Zeit als Lager für den Kom pressor, wodurch eine einfache kompakte Form erhalten wird. Der Antrieb des Fing- förmi-en Rades gibt bessere Ergebnisse als der des innern Rades. Eine Glocke ist vor- gesehen, die auf der Motorwelle sitzt und deren anderes Ende das ringförmige Rad trägt.
Die Nabe 9 der Glocke 8 umgibt die Motorwelle 10 und steht mit derselben in Keilverbindung. Ein Stöpsel ist in die (l-locl@e eingeschraubt und wird durch die Dreh- hewebunb weiter angezogen. Der Stöpsel hat einen Schlitz, der über die Zunge 11 am Ende der Welle 10 passt. Der Stöpsel bildet einen luftdichten Abschluss.
Ein elektrischer Motor ist am Ende<B>12</B> des Gehäuses befestigt. Der Kompressor bildet die übliche Endunterstützung des Mo tors gegenüber dessen Schalter. Natürlich kann der Motor auch auf andere, wenig vor- teilhafte \'eise mit dem Kompressor ver bunden werden.
Die Nabe 9 durchdringt das Lager 13, das auch für -die Lagerung dCr Motorwelle <B>10</B> dient:. Diest#s Laser kann von den Nuten 14 aus durch Kapillaranzieliunb geölt wer den.
Die Nut 1-1 ist stets mit C)1 gefüllt, tvie später beschrieben -wird. Das ringförmige Rad kann durch einen Stift 15 an der Glocke befestigt werden.
Das innere Rad ist auf einem exzentri schen Ansatz 16 'gelag @rt, der einen Teil der Abdeclkplatte 17 darstellt, und liest zentral zu dein Teilkreis C. Der Ansatz 16 trat zwei Kanäle, einen Einlasskanal 18 und einen Auslasskanal 19 für die komprimierte Luft.
Der Einlasskanal ist. durch die Offnung 20 mit den Ventilen 21 verbunden, von welchen :ich je eines in der Zalinliicl@e des innern Rades befindet. Di-\ Ventile 21 werden durch die komprimierte Luft geschlossen.
Saug in den sich öffnenden Zahnlücken öffnet die Ventile 21, um Luft unter atmo sphärischem Druck einzulassen. -Wenn keine Luft mehr eingesaugt wird, das heisst wenn die Lücken zwischen den Rädern den gröss ten Betrag erreicht haben, schliessen sich die Ventile 21 unter Federdruck und die Luft wird zusammenbedrückt, da die Lücken zwi schen den Zahnrädern vermindert werden, bis der Druck so gross wird,
dass die Ventile ?3 geöffnet -werden und die Luft durch die Offnung 26 in dem Kanal 19 des Ansatzes 16 hera.-Lrsgedrüclzt wird.
Ein solcher Kompressor kann nur dann wirksam arbeiten, -wenn ein Flüs@i@@keits- abschluss vorgesehen ist, für welchen ()1 oder eine ähnlich? Flüssigkeit verwendet -wird. Durch die Flüssigkeit wird eine Flüssiglzeits- scliicht an den Seiten der Räder zwischen den Lücken und zwischen den Hochdruck und Niederdruckseiten -,ebildet, durch welche das Entweichen der Luft verhindert wird.
Ebenso wird eine Flüssigkeit auf den Zahn fl < ichen ,gebildet, so dass dieselben in luft dichten Einsriff treten. Das<B>01</B> kann dem Kompressor an einem Punkt in einiger Ent- ferneng von der Niederdruckseite zugeführt werden, oder es kann dem Einlass beigefügt werden. Die Öffnung für den Olzufluss liegt vorzugsweise an der Seite des innern Rades, um durch Zentrifugalkraft das äussere Rad mit einer Ölschicht zu versehen. Die Grösse der Öffnung, die Entfernung von der Ein nahmestelle, die Dicke der Schicht und die Vislkosität bestimmen die zuzuführende Menge.
Es können mehrere Öffnungen für den Ein griff des Öls vorgesehen sein, um eine Schicht zu beiden Seiten des innern und äussern Rades zu erhalten. Das Ventil 54 regelt die Öl zuführung.
Die Ölöffnung 32 (Fig. 1) wird mit dem Behälter 28 durch Leitungen 29, 30 verbun den. Öl wird mit der Luft durch die Aus lassventile und die Kanäle 19 herausgepresst und das<B>01</B> wird durch den Olabscheider 51 abgeschieden und fliesst durch die Leitung 26 in den Behälter 28, während die Luft durch das Rückschlagventil 48 nach einer Leitung oder einem Behälter geführt wird. Die Off- nun- 32 befindet sich in der Deckelplatte vorzugsweise in der in Fig.1 gezeigten Lage.
Beim Anlassen des Kompressors ist der Druck gering. Bei Zunahme des Druckes wird durch die Verbindung mit dem Behälter <B>28</B> das Öl durch die Leitung 29 nach der Öffnung 32 gedrückt. Von dieser Öffnung breitet'sich das Öl über die Seitenwände und die Zahnlücken aus und entweicht durch irgendwelche Nivderdruckö-ffnungen. Etwa durch die Einlasskanäle entweichendes Öl wird beim Saughub wieder zurückgezogen und schliesslich in den Behälter 28 befördert.
Der Teil des Öls, der über die Aussenseite der Glocke fliesst, läuft an der Wand 42 des Aussenbehälters der Mitte zu, und, um das Wegfliessen des Öls durch das Lager 13 zu verhindern, wird die Rückwand 41 der Glocke 8 durch die komprimierte Luft gegen die Wand 42 des Behälters gedrückt. Das überflüssige, zwischen diesen Wänden be findliche Ö'1 wird abgesaugt und dem Kom pressor zugeführt, und so -wieder zurück nach dem Behälter 28 befördert.
Zu diesem Zweck ist die Nut 14 mit einer Saugleitung 45 Ver- bunden, so dass der Druck auf das Öl inner halb der Nut und in dem Lager 13 auf gehoben wird, während die Ölschicht zwi schen den Flächen 41, 42 durch die kapillare Anziehungskraft verbleibt. Um das Ent weichen von Luft oder Gasen in Form von Ölblasen zu verhindern, wird frisches 0I von dem Behälter unter gleichem oder grösserem Druck durch ein Rohr 53 der Nut 43 zu geführt; wodurch vermieden wird, dass Öl- blasen die Nut erreichen. Dies ist eine wert volle Eigenschaft für Kompressoren, in denen schädliche Gase, wie Schwefeldioxyd und Ammoniak, verwendet werden.
Das frische Öl läuft von der Nut 43 nach der Nut 14 und wird dort abgesaugt.
Die Röhren -45 und 43 sind vollkommen mit Öl gefüllt, selbst wenn die Pumpe still steht. Werden schädliche Gase benutzt, so sind dieselben in einem besonderen Röhren system eingeschlossen, das bei 18 und 47 mit dem Kompressor verbunden ist. Im Falle Öl sich in den Zahnlücken ansammelt, wenn die Pumpe stillsteht, wird das Öl beim An lassen durch die Auslassventile 29 gedrückt.
Es ist auch möglich, dass Öl von der Öffnung 25 durch die Öffnung 20 in den Einlasskanal entweicht, besonders wenn das Lager abgenutzt ist. Dadurch würde die Wirkung des Kompressors sehr vermindert werden. Ein Kolbenring 50 ist zur Vermin derung des Entweichens der Luft zwischen den beiden Öffnungen in einer Nut des An satzes 16 angeordnet.
Ein Ring 52 innerhalb des Gehäuses um gibt die Glocke 8 und hält den Deckel 17 in genügendem Abstand von dem Gehäuse, um genügend Spiel für die Drehung der Glocke zu erlauben.
Es ist fernerhin wichtig, die Auslass.- ventile in Bezug auf die Zahnlücken so an zuordnen, dass Öl in den Lücken nicht ab gesperrt wird, wodurch es die Drehung der Räder verhindern und übermässige Spannun gen erzeugen würde. Durch die Anordnung der-Ventile wird eine starke Kompression der Luft erhalten, da Spiel in den Auslass- kanälen nicht vorhanden ist.
Ist ein solches Spiel da, so dehnt sich die Luft beim (rrÖsser- werden der Lücken zwischen den Rädern aus und verhindert teilweise das Einsaugen fri scher Luft, so dass die Wirksamkeit des Kom- pressors sehr gering ist. Infolge der Ein nahme der Luft durch die Deckelplatte ist das andere Ende der Pumpe frei und kann mit der Welle eines elektrischen Motors ver bunden werden. Eine Stopfbüchse ist von be sonderem Wert in Verbindung mit der ro tierenden Pumpe mit Flüssigkeitsabschluss, damit Verlust von 01 vermieden wird.
Dies ist da wichtig, wo der Kompressor ständig benutzt wird und grosse Mengen 01 mit sich führt, zum Beispiel bei Luftkompressoren und dergleichen. Durch Anordnung eines Kühlers für das 01 wird die Wirksamkeit der Pumpe erhöht, besonders da das 01 zer streut wird, wenn es in die Lücken zwischen den Rädern eintritt, wodurch die Luft, die durch die Kompression erwärmt wird, ab .gekühlt wird. Durch das Vorhandensein des 01s in den Vertiefungen der Zahnlücken des äussern Rades wird beim Eingriff der Zähne des innern Rades das Öl über die Zahnflächen gebreitet, wodurch dieselben ebenfalls ge kühlt werden. Der ölabscheider 51 kann von beliebiger Ausführungsform sein.
Da. die Kompressionstemperatur unter der Verdamp- fungstemperatur eines guten Öls liegt, wird sämtliches 01, das in flüssigem Zustande in der Luft enthalten ist, durch den Ülabscheider ausgeschieden.
Gewöhnlich wird mit dem Kühler 55 ein Ventilator 56 verwendet, um Luft. durch den Kühler zu schicken. Der Kühler wird durch Pfosten 57 am Motorgehäuse festgehalten und besitzt Öffnungen für den Durchgang der Luft. Der Gebrauch von 01 ist nicht un bedingt notwendig, da. auch andere passende Flüssigkeiten für den Flüssigkeitsabschluss verwendet werden können.
Die Zähne und Lücken derR.otoren brauchen nicht Zykloidenform zu besitzen, sondern die Zähne können kreisförmig sein,wobei dieZahn- lücken ebenfalls kreisförmig geformt sind. In diesem Falle sind die Krümmungsradien der Zahnlücken des Innenrotors grösser als die Krümmungsradien der Zähne des Aussen rotors, so dass die Zahnlücken des Innenrotors gut abgeschloäseii werden, wenn die Zähne des Aussenrotors und Lücken des Innenrotors miteinander in Eingriff stehen, um Lecken der Absehlussflüssigkeit zu vermeiden.
Der artig geformte Zähne sind leichter und schneller herzustellen.