DE1003388B

DE1003388B - Drehkolbenverdichter mit sichelfoermigem Arbeitsraum

Info

Publication number: DE1003388B
Application number: DEF10059A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Herbert Venediger
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1952-10-04
Filing date: 1952-10-04
Publication date: 1957-02-28

Description

Drehkolbenverdichter mit sichelförmigem Arbeitsraum Die Erfindung betrifft einen Drehkolbenverdichter mit sichelförmigem Arbeitsraum, in dem ein Läufer aus Leichtmetall, der mit aus Stahl bestehenden Stirnscheiben fest verbunden ist, Nuten für radial oder annähernd radial bewegliche Arbeitsschieber aufweist.
Bei den bekannten Drehkolbenverdichtem dieser Bauart sind sowohl der Läufer als auch die Stirnscheiben auf einer durchgehenden Welle befestigt, die in den Stirnwänden des Verdichtergehäuses gelagert ist. Diese Ausbildung bedeutet jedoch einen erheblichen Material- und Gewichtsaufwand. Das wird durch die Erfindung dadurch vermieden, daß der Läufer aus Leichtmetall zwischen der Antriebswelle und der Stützwelle selbst als tragendes Verbindungselement dient, dessen Mittelausnehmung bis nahezu an die Nutenwände heranreicht und von den Stirnscheiben begrenzt wird, die in an sich bekannter Weise die Antriebswelle bzw. die Stützwelle tragen. Entgegen dem Vorurteil mangelnder Festigkeit des Leichtmetallkörpers dient der Läufer aus Leichtmetall bei der Ausführung gemäß der Erfindung als tragendes Verbindungselement zwischen den Stimscheiben, wodurch eine beträchtliche Herabsetzung des Material-und Gewichtsaufwandes erzielt worden ist, ohne daß die Festigkeitseigenschaften der Konstruktion beeinträchtigt zu werden brauchen. Bei der selbsttragenden Ausbildung nach der Erfindung kann der Läufer aus Leichtmetall zur weiteren Gewichtsersparnis mit einer möglichst weitgehenden Mittelausnehmung versehen werden, die nicht auf einA kreisrunden Querschnitt beschränkt ist, sondern in ihrer Formgebung dem Verlauf der Nutenwände für die radialen oder annähernd radialen Arbeitsschieber zügig angepaßt sein kann. Infolge des geringen Gewichtes der erfindungsgemäßen Läuferausführung kann der Läufer mit sehr hohen Drehzahlen betrieben werden, ohne daß besondere Auswuchtungsschwierigkeiten auftreten.
Eine zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich dadurch, daß die Stirnscheiben und der Läufer in der Mittelausnehmung des Läufers durch in diese hineinragende Ansätze der Stirnscheiben zentrierend geführt sind. Es kann dadurch erreicht werden, daß nur ein sehr geringes axiales Spiel zwischen den Arbeitsschiebern und den mitumlaufenden Stimscheiben besteht, so daß nur noch sehr geringe Spaltverluste über der Stirnseite zwischen den einzelnen Arbeitszellenräumen des Verdichters auftreten können. In bei Drehkolbenmaschinen an sich bekannter Weise können die Außenseiten der an dem Leichtmetalläufer befestigten Stirnseiten mit Labyrinthdichtungen versehen sein, die gegenüber den Gehäusedeckeln eine Abdichtung der Arbeitsräume bewirken, wobei eine ausreichende Dichtwirkung auch bei größerem axialem Spiel in den Dichtungsnuten erzielt wird. Da bei dieser Einrichtung der axiale Spalt zwischen den Stirnseiten des Läufers und den Gehäusedeckeln groß ausgeführt werden kann, wird ein reibungsloser Lauf des Läuferkörpers zwischen den stirnseitigen Deckeln bei allen Betriebszahlen und Wärinezuständen bei geringeren fertigungstechnischen Anforderungen an die Genauigkeit des axialen Spiels des Läufers sichergestellt. So kann das Überströmen verdichteter Gase auf die dem Läuferkörper benachbarten Gehäusedeckelseiten durch die Dichtungswirkung der verschiedenen Labyrinthe gänzlich oder fast gänzlich verhindert werden. Die Läufertrommel kann vorzugsweise aus einer Leichtmetallegierung mit besonders guten Laufeigenschaften für die Arbeitsschtehei hergestellt werden, beispielsweise aus einer Alumini-ü#-Silizium-Legierung, wie sie für Leichtmetallkolben für Brennkraftmaschinen geeignet ist.
Die Erfindung ist in der Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt.
Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt, Fig. 2 einen Querschnitt durch den Verdichter.
Die Gehäusetrommel 1 ist mit der Auslaßöffnung 2 und der Einlaßöffnung 3 versehen. In den Gehäusedeckeln 4 und 5 ist die Lagerung der Antriebswelle 6 und der Stützwelle 7 angeordnet. Die zylindrische Gehäusetrommel 1 hat den Durchmesser D und der Läufer 8 den Durchmesser d. Die Achsen von Gehäusetrommel 1 und Läufer 8 sind parallel und um die Exzentrizität e gegeneinander versetzt. Die in den annähernd radialen Nuten des Läufers 8 beweglichen Arbeitsschieber sind sämtlich mit der Bezugsziffer 9 bezeichnet. Die beiden Stirnseiten des Läufers 8 sind mit den Stimscheiben 10, 11 verschraubt. Die Stimscheibe 10 ist mit der Antriebswelle 6 und die Stirnscheibe 11 mit der Stützwelle 7 einstückig ausgeführt. Der Läufer 8 aus Leichtmetall dient dabei als tragendes Verbindungselement zwischen den Stimscheiben 10 und 11, die die AntriebsweHe 6 bzw. die Stützwelle 7 tragen. Der Läufer 8 ist mit einer Mittelausnehmung versehen, deren lichter Durchmesser d' so weit vergrößert werden kann, wie dies die Unterbringung der Arbeitsschieber 9 überhaupt noch gestattet.
Der Hohlraum im Innern des Läufers 8 ist dabei nicht auf einen kreisrunden Querschnitt, entsprechend der Darstellung in Fig, 2, beschränkt, sondern kann in seiner Formgebung dem Verlauf der radialen oder annähernd radialen Arbeitsschieber 9 zügig angepaßt sein. Ein weiterer Vorteil der Anordnung gemäß der Erfindung besteht darin, daß für den Läufer ein Werkstoff gewählt werden kann, der besonders gute Laufeigenschaften für die stählernen Arbeitsschieber 9 aufweist, z. B. eine Leichtmetall-Kolben-Legierung. Infolge des geringen Gewichtes der beschriebenen Läuferausführung kann der Läufer mit sehr hohen Drehzahlen betrieben werden, ohne daß besondere Auswuchtschwierigkeiten auftreten.
Die Stirnscheiben 10 und 11 der Läufer 8 sind in der Mittelausnehmung des Läufers durch in diese hineinragende Ansätze der Stimscheiben zentrierend geführt. jede Stimscheibe weist im Ausführungsbeispiel auf der dem Gehäusedeckel 4 bzw. 5 zugewandten Seite ringförmige und zur Welle 6 bzw. 7 konzentrische, im Querschnitt rechteckige Erhöhungen 12 auf, die mit geringem Spiel in korrespondiereinde Vertiefungen 13 der Gehäusedeckel 4 bzw. 5 eingreifen und mit denselben in bei Drehkolbenmaschinen an sich bekannter Weise ein Labyrinth bilden. Statt dessen können auch die Erhöhungen in den Gehäusedeckeln 4, 5 und die Vertiefungen in den Stimscheiben 10, 11 untergebracht sein.
Bei dieser Anordnung ist die Möglichkeit geschaffen, den Durchmesser der Stimscheiben 10, 11 nach Wunsch und Zweck beliebig groß zu machen, unter Umständen sogar größer als den Durchmesser D der Gehäusetrommel 1, um eine große Anzahl von Labyrinthdichtungen 12,13 unterzubringen, wenn dies bei hohen Verdichtungsenddrücken zweckmäßig erscheint.

Claims

PATENTANSPRÜCHL: 1. Drehkolbenverdichter mit sichelförmigemArbeitsraum, in dem ein mit aus Stahl bestehenden Stirnscheiben fest verbundener Läufer aus Leichtmetall Nuten für radial oder annähernd radial bewegliche Arbeitsschieber aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Läufer aus Leichtmetall (8) zwischen AntriebsweRe (6) und Stützwelle (7) als tragendes Verbindungselement dient, dessen Mittelausnehmung bis nahezu an die Nutenwände heranreicht und von den Stimscheiben (10, 11) begrenzt wird, die in an sich bekannter Weise die Antriebswelle (6) bzw. die Stützwelle (7) tragen.
2. Drehkolbenverdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnscheiben (10, 11) und der Läufer (8) durch in seine Mittelausnehmung hineinragende Ansätze der Stirnscheiben (10, 11) zentrierend geführt sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 31X 960,452 002,449 187, 475 695; französische Patentschrift Nr. 479 353.