Schaufelkompressor. Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verbesserung des bekannten Schaufelkom pressors, bei dem eine exzentrisch im Kom- pressorgehäuse gelagerter Rotor und eine oder mehrere im Rotor verschiebbare und diametral geführte Schaufeln, die bei der Drehung des Rotors mit ihrer über den Ro tor hinausragenden Dichtungskante an der Innenwand des Kompressorgehäuses anliegen und so den Saug- und Druckraum vonein ander trennen, vorgesehen sind.
Die ur sprüngliche Konstruktion dieser Kompres soren hat sich zwar bei kleinen Geschwin digkeiten gut bewährt, genügt jedoch nicht für so hohe Tourenzahl, wie sie zum Bei spiel von Kompressoren für die Füllung von Flug- und Fahrzeug-Verbrennungsmotoren, insbesondere Rennwagenfahrzeug -Verbren nungsmotoren gefordert werden, weil die ,grosse Zentrifugalkraft, durch welche die Schaufeln gegen die Innenwand des Ge häuses gedrückt werden, eine zu grosse Ver- sclilecliteritn,g des mechanischen Wirkungs- grades und zu rasche Abnützung der Schau fel zur Folge hat.
Deshalb zielen alle ange strebten Vervollkommnungen dieser Schau felkompressoren auf eine Verringerung der Reibungsarbeit ab, die durch die Wirkung der Zentrifugalkraft der beschleunigenden und Corioliskräfte, welche die Schwingbe wegung der Schaufel in dem sieh drehenden Rotor bewirken, entsteht.
Die Erfindung besteht nun darin, dass die im Rotor verschiebbaren und diametral geführten Schaufeln in. der- Mitte ihrer Länge auf Zapfen (6) drehbar gelagert sind, die bei der Bewegung des Rotors (1) durch einen Mechanismus eine rotierende Bewe gung um eine zur Welle (2) des Rotors parallele Welle (8) erhalten, welche Bewe- I;ung im gleichen Sinne und mit doppelter Winkelgeschwindigkeit wie die Rotation der Rotorwelle stattfindet, wobei die Entfer nung dieser beiden Rotationsachsen (2, 8) der Exzentrizität (e) der Egzenterkurbel (8) gleich ist.
Dabei setzt sich zweckmässig die umlau fende und gleichzeitig oszillierende Bewe gung der Schaufeln in bezug auf den Rotor aus zwei gleichförmigen Rotationsbewegun gen zusammen, so dass die beschleunigenden und Corioliskrä.fte in bezug auf die zuge hörigen Drehachsen ganz entfallen und die Zentrifügalkrä.fte dann für den ganzen Drehzahlenbereich des Kompressors durch eine entsprechende Gegengewichtsmasse voll kommen ausgeglichen und von Lagern, even tuell mit kleinem Abwälzradius arbeitenden Wälzlagern, aufgenommen werden können, wodurch die Reibungsarbeit dieser Kräfte auf das Mindestmass verringert wird.
Der Kompressor gemäss der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt, und zwar zeigt: Fig. 1 einen Querschnitt, und Fig. 2 einen Längsschnitt eines Beispiels mit einer Schaufel, Fig. 3 das Schema eines Beispiels mit zwei durchgehenden Schaufeln, und Fig. 4 mit drei Schaufeln.
Der Rotor 1 des Kompressors (Fix. 1 und 2) ist mit der im Kompressorgehäuse 3 drehbar gelagerten Treibwelle 2 fest verbun den und durch den Rotor geht die in den Führungen 5, 5' geführte Schaufel 4 diame tral hindurch. In der Mitte ihrer Länge ist die Schaufel mit einem Lager 6 für den Kurbelzapfen 7 der Kurbel 8 ausgestattet. Die Welle der Kurbel 8 ist parallel zur Treibwelle 2 und ebenfalls drehbar im Kom- pressorgehäuse gelagert. Die Achsen dieser beiden parallelen Wellen sind um das der Exzentrizität -der Kurbel 8 gleiche Mass voneinander entfernt.
Beim Drehen der Treibwelle 2 und des Rotors 1 wird die Schaufel 4 von den Füh rungen 5, 5' mitgenommen, wobei ihre Mitte die kreisförmige Bahn 9 mit -dem Halbmes ser e beschreibt. Dreht sich der Rotor um den Winkel<B>99,</B> dann dreht sich die Kurbel 8 um den Winkel 299, wie aus Fig. 1 ersicht lich ist.
Es ist daher bei gleichmässiger Dre hung der Treibwelle 2 mit der Winkelge schwindigkeit co in der Pfeilrichtung 10 die Drehung der Kurbel 8 ebenfalls eine gleich mässige und erfolgt in der gleichen Rich tung und mit der doppelten Winkelge schwindigkeit 2co. Die Schaufel 4 dreht sich im Lager 6 relativ zur Kurbel 8 in um gekehrter Richtung, aber wieder gleichmässig mit einer Winkelgeschwindigkeit co. Die Tatsache, dass alle diese Rotationsbewegun gen gleichmässig ohne Beschleunigung und Verzögerung während der Umdrehungen. er folgen, ist sehr wichtig, weil die zusätz lichen beschleunigenden Kräfte entfallen und die Zentrifugalkräfte durch Gegenge wichte 11 ausgeglichen werden können.
Eine vollkommen zwangläufige Bewe gung der beiden Wellen 2' und 8 kann zum Beispiel auch durch ein Zahnradgetriebe- 12 und 13 erzielt werden, wobei das Rad' 12, das Innenverzahnung besitzt, auf der Welle 2 des Rotors fest aufgekeilt ist, während das Rad 13, das die halbe Anzahl von Zähnen hat, mit der Welle 8 fest verbunden ist.
In Fig. 3 ist die Anordnung bei Verwen dung von zwei Schaufeln schematisch dar gestellt; beide Schaufeln gehen wieder diametral durch den Rotor hindurch und stehen senkrecht zueinander; ihre Drehach sen sind auf der Welle 8 um<B>180'</B> gegen einander verdreht. Die Schaufeln sind zwecks Ermöglichung ihrer relativen Bewe gung entsprechend ausgenommen.
In Fig. 4 ist die Anordnung bei Verwen dung von drei durchgehenden .Schaufeln schematisch dargestellt. In diesem Falle schliessen die Schaufeln im Rotor einen Win kel von<B>60'</B> miteinander ein, ihre Drehach sen einen Winkel von 120 .
In ähnlicher Weise kann eine noch grössere Anzahl von Schaufeln vorgesehen sein.
Bei Anordnung mehrerer Schaufeln kön nen natürlich die die Zentrifugalkräfte aus gleichenden Gegengewichte entfallen, da die Massen der Schaufeln und Wellen schon durch ihre Anordnung gegenseitig ausge glichen werden können.
Die Enden der Schaufeln beschreiben bei ihrer Bewegung eine Bahn, die nicht kreisförmig ist: deshalb ist auch die Boh reng im hompressorgehäuse nicht zylin drisch, sondern derart ausgeführt, dass in ,jeder Lage der Schaufel zwischen der Schau fel und dem Gehäuseinnern in radialer R.ieh- i rmg ein kleines, eine genügende Dichtung sieherndes Spiel bleibt.
Vane compressor. The present invention relates to an improvement of the known Schaufelkom compressor, in which an eccentrically mounted rotor in the compressor housing and one or more in the rotor displaceable and diametrically guided blades, which protrude beyond the Ro tor with their sealing edge on the inner wall when the rotor rotates of the compressor housing and so separate the suction and pressure chamber vonein other, are provided.
The original design of these compressors has proven its worth at low speeds, but is not sufficient for the high number of revolutions required, for example, from compressors for filling aircraft and vehicle internal combustion engines, especially racing car internal combustion engines because the large centrifugal force by which the blades are pressed against the inner wall of the housing results in too great a degree of mechanical efficiency and too rapid wear of the blade.
Therefore, all aimed at improving these blade compressors aim at reducing the frictional work caused by the action of the centrifugal force of the accelerating and Coriolis forces, which cause the vane movement in the rotating rotor.
The invention consists in that the diametrically guided blades, which are displaceable in the rotor, are rotatably mounted in the middle of their length on pins (6) which, when the rotor (1) is moved by a mechanism, produce a rotating movement around a to The shaft (2) of the rotor receives a parallel shaft (8), which movement takes place in the same direction and at twice the angular speed as the rotation of the rotor shaft, the distance between these two axes of rotation (2, 8) being the eccentricity (e) the eccentric crank (8) is the same.
The revolving and at the same time oscillating movement of the blades with respect to the rotor is expediently composed of two uniform rotational movements, so that the accelerating and Coriolis forces with respect to the associated axes of rotation are completely eliminated and the centrifugal forces are then for the entire speed range of the compressor come fully balanced by a corresponding counterweight and can be absorbed by bearings, possibly rolling bearings working with a small rolling radius, whereby the frictional work of these forces is reduced to the minimum.
The compressor according to the invention is shown schematically in the drawing, namely: FIG. 1 shows a cross section, and FIG. 2 shows a longitudinal section of an example with one blade, FIG. 3 shows the diagram of an example with two continuous blades, and FIG with three shovels.
The rotor 1 of the compressor (Fix. 1 and 2) is firmly connected to the drive shaft 2 rotatably mounted in the compressor housing 3 and the blade 4 guided in the guides 5, 5 'passes diametrically through the rotor. In the middle of its length, the shovel is equipped with a bearing 6 for the crank pin 7 of the crank 8. The shaft of the crank 8 is mounted parallel to the drive shaft 2 and also rotatably in the compressor housing. The axes of these two parallel shafts are separated from each other by the same amount as the eccentricity of the crank 8.
When the drive shaft 2 and the rotor 1 rotate, the shovel 4 is taken along by the guides 5, 5 ', with its center describing the circular path 9 with -dem Halbmes ser e. If the rotor rotates through the angle 99, then the crank 8 rotates through the angle 299, as can be seen from FIG. 1.
It is therefore with uniform rotation of the drive shaft 2 with the Winkelge speed co in the direction of arrow 10, the rotation of the crank 8 is also a uniform and takes place in the same direction and with double Winkelge speed 2co. The shovel 4 rotates in the bearing 6 relative to the crank 8 in the opposite direction, but again uniformly at an angular velocity co. The fact that all these rotational movements are uniform without acceleration or deceleration during the revolutions. it is very important because the additional accelerating forces are omitted and the centrifugal forces can be compensated for by counterweights 11.
A completely inevitable movement of the two shafts 2 'and 8 can also be achieved, for example, by means of a gear drive 12 and 13, with the wheel' 12, which has internal teeth, being firmly keyed on the shaft 2 of the rotor, while the wheel 13 , which has half the number of teeth, is firmly connected to the shaft 8.
In Fig. 3, the arrangement is made when using two blades is schematically; both blades again pass diametrically through the rotor and are perpendicular to one another; their axes of rotation are rotated on the shaft 8 by <B> 180 '</B> against one another. The blades are appropriately excluded to allow their relative movement.
In Fig. 4, the arrangement when using three continuous .Schaufeln is shown schematically. In this case, the blades in the rotor enclose an angle of <B> 60 '</B> with one another, their axes of rotation an angle of 120.
In a similar way, an even larger number of blades can be provided.
If several blades are arranged, the centrifugal forces from equal counterweights can of course be omitted, since the masses of the blades and shafts can be mutually compensated for by their arrangement.
As they move, the ends of the blades describe a path that is not circular: this is why the bore in the compressor housing is not cylindrical, but is designed in such a way that in every position of the blade between the blade and the inside of the housing in a radial direction. This leaves a small game that sees sufficient poetry.