DE10055445C1 - Compressor with revolving cylinders - Google Patents

Compressor with revolving cylinders

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DE10055445C1 DE2000155445 DE10055445A DE10055445C1 DE 10055445 C1 DE10055445 C1 DE 10055445C1 DE 2000155445 DE2000155445 DE 2000155445 DE 10055445 A DE10055445 A DE 10055445A DE 10055445 C1 DE10055445 C1 DE 10055445C1
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    • F04B27/04Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders in star- or fan-arrangement
    • F04B27/06Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders in star- or fan-arrangement the cylinders being movable, e.g. rotary
    • F04B27/065Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders in star- or fan-arrangement the cylinders being movable, e.g. rotary having cylinders in star- or fan-arrangement, the connection of the pistons with an actuating element being at the inner ends of the cylinders
    • F04B27/0657Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders in star- or fan-arrangement the cylinders being movable, e.g. rotary having cylinders in star- or fan-arrangement, the connection of the pistons with an actuating element being at the inner ends of the cylinders rotary cylinder block

Abstract

Kompressoren bekannter Bauart benötigen pro Zylinder einen eigenen Einlaß- und Auslaßkanal, sowie eine Drehung von 360 DEG um einen Kompressionsakt zu erzeugen, was in bezug auf die Leistung unwirtschaftlich ist. Der neue Kompressor benötigt nur zwei Einlaß- und Auslaßkanäle für alle Zylinder, kann bei einer Umdrehung achtfach extrem hohen Kompressionsdruck erzeugen, mit geringem Energieaufwand und enormer Raum- und Gewichtseinsparung. DOLLAR A Der im Gehäuseblock (1, 1a, 1b) zentrierte Rotor (2) beinhaltet mehrere rotierende Zylinder (3), die bei jeder Umdrehung des Rotors zwei Mal einen Einlaßkanal (9) und Auslaßkanal (10) passieren, mittels Dichtungselementen (7), Druckfedern (8) und der bei steigender Drehzahl des Rotors auf die Zylinder wirkenden Zentrifugalkraft abgedichtet werden. Die in den Zylindern platzierten Kolben (4) stehen mit Kolbenwellen (5) in Verbindung, die an den Enden in den Exzenterblock (1a, 1b) hineinragen und dort bei Drehbewegung des Rotors gelagert den Exzenter (6) entlang laufen und somit die Kolben in Auf- und Abbewegung versetzen. DOLLAR A Der Kompressor kann in Industrie, Handwerk, Hobby sowie Fahrzeug, Motoren, Aggregaten und Straßenbau-Bereichen Anwendung finden.Compressors of known design require their own inlet and outlet channels per cylinder, as well as a rotation of 360 ° in order to produce a compression cycle, which is uneconomical in terms of performance. The new compressor only requires two intake and exhaust ports for all cylinders, can generate eight times extremely high compression pressure with one revolution, with low energy consumption and enormous space and weight savings. DOLLAR A The rotor (2) centered in the housing block (1, 1a, 1b) contains several rotating cylinders (3) which pass through an inlet duct (9) and outlet duct (10) twice with each rotation of the rotor, by means of sealing elements (7) , Compression springs (8) and the centrifugal force acting on the cylinders as the rotor speed increases. The pistons (4) placed in the cylinders are connected to piston shafts (5), which protrude at the ends into the eccentric block (1a, 1b) and are supported by the eccentric (6) when the rotor rotates and thus run the pistons in Move up and down. DOLLAR A The compressor can be used in industry, craft, hobby as well as vehicles, engines, aggregates and road construction areas.

Description

Ein Kompressor mit im Block angeordneten, mehreren rotierenden Zylindern, in denen Arbeitskolben, jeweils axial beweglich und mit Kolbenringen abgedichtet, angeordnet sind, die über einen Exzenter mit Bezug auf die Winkelstellung einer Arbeitswelle jeweils einen Kompressionsraum veränderlicher Größe bilden, der jeweils zweitweilig mit einem Einlasskanal und einem Auslasskanal verbunden ist.A compressor with several rotating ones arranged in the block Cylinders in which working pistons, each axially movable and with Piston rings sealed, are arranged with reference to an eccentric one compression space each for the angular position of a working shaft variable size form, each with an inlet channel and an outlet duct is connected.

Bei Kompressoren bekannter Art sind die Zylinder feststehend angeordnet und jeder Zylinder ist mit einem eigenen Einlass- und Auslasskanal verbunden. Kolben werden über die Kurbelwelle in Bewegung gesetzt, die einer Drehung von 360° bedarf, um einen Kompressionstakt zu erzeugen.In compressors of a known type, the cylinders are fixed and each cylinder is connected to its own intake and exhaust port. Pistons are set in motion via the crankshaft, causing one rotation of 360 ° is required to generate a compression stroke.

Weiterhin sind auch sogenannte Rotationskompressoren bekannt, deren Rotor mit eingesetzten Dichtleisten beim Rotieren einen veränderlichen Kompressionsraum bildet. Die im Rotor eingesetzten Dichtleisten sind erheblichem Verschleiß unterworfen und daher ist diese Art der Kompressoren für hohe Leistungen nicht geeignet.So-called rotary compressors are also known, their rotors with inserted sealing strips when rotating a variable Forms compression space. The sealing strips used in the rotor are subject to considerable wear and tear and therefore this type of compressor not suitable for high performance.

Schließlich ist aus der DE 804 945 C ein Kompressor mit einem Rotor bekannt, in dem Kolben mittels verlängerter Kolbenbolzen über Rollen, die auf einer Laufbahn abrollen, bewegt werden.Finally, a compressor with a rotor is known from DE 804 945 C. in the piston by means of elongated piston pins over rollers on a Unroll career, move.

Diese Erfindung ist ein neuartiger Kompressor, der wie in den beigefügten Zeichnungen als Vierzylinder-Version, bei einer vollen Umdrehung acht mal komprimiert, wobei Kolben auf dem höchsten Punkt bis auf das Minimum an den Gehäusering fahren, was einen hohen Druck und eine hohe Leistung verspricht und der dabei nur zwei Einlass- und Auslasskanäle für alle Zylinder benötigt.This invention is a novel compressor, as in the attached Drawings as a four-cylinder version, eight times with a full revolution compressed, with pistons at the highest point to the minimum drive the case ring, which is high pressure and high performance and promises only two intake and exhaust ports for all cylinders needed.

Bauart des KompressorsDesign of the compressor

Im Gehäuse, welches aus drei Teilen besteht (Gehäusering und zwei spiegelbildliche Exzenterblöcke), befindet sich ein Rotor, der beidseitig in den Exzenterblöcken gelagert ist, in dem die Zylinder paarig gegenüberliegend eingelassen und mit dem Kompressionsraum jeweils nach außen liegend angeordnet sind. Abgedichtet werden die Zylinder von Dichtungselementen, die an der Zylinderstirn befestigt, durch Federelemente gegen den Gehäuserand angedrückt und ausreichend ausgeführt sein können, so dass eine geringfügige Abnutzung über die Lebensdauer des Kompressors die Dichtung nicht beeinträchtigt. Außerdem wird der Dichtdruck durch die Zentrifugalkraft mit zunehmender Drehzahl des Rotors erhöht. Die im Rotor geführten Kolbenwellen laufen während dessen Drehung gelagert entlang des Exzenters, was die Kolben in Auf- und Ab-Bewegung versetzt. In the housing, which consists of three parts (housing ring and two mirror-image eccentric blocks), there is a rotor on both sides in the Eccentric blocks is stored in which the cylinders are opposed in pairs recessed and with the compression chamber facing outwards are arranged. The cylinders are sealed by sealing elements that attached to the cylinder face by spring elements against the edge of the housing pressed on and can be made sufficiently so that a slight The seal will not wear over the life of the compressor impaired. In addition, the sealing pressure with the centrifugal force increasing speed of the rotor increases. The piston shafts guided in the rotor run while rotating along the eccentric, what the pistons moved up and down.  

Ein weiterer Vorteil des Kompressors ist, dass die Zylinder bei paariger symmetrischer Anordnung stets den gleichen Gesamtschwerpunkt haben, am Kolben keine Kippkräfte entstehen und die Erfindung keine Kurbelwelle erfordert, so dass beim Lauf nach außen keine Vibrationen übertragen werden.Another advantage of the compressor is that the cylinders are paired symmetrical arrangement always have the same overall focus, on Pistons no tilting forces arise and the invention no crankshaft required, so that no vibrations are transmitted to the outside when running.

Anwendung könnte diese neue Bauart des Kompressors in allen zur Zeit bekannten gewerblichen Bereichen finden wie zum Beispiel:
Fahrzeug- und Motorenbau, Gerätebau, Industriebau, Straßenbau, oder im Hobbybereich.
This new type of compressor could be used in all currently known commercial areas such as:
Vehicle and engine construction, device construction, industrial construction, road construction, or in the hobby area.

Kurzfassungshort version

Im Vergleich zu herkömmlichen zum Beispiel: Einzylinder-100 cm3-Volumen- Kompressoren hätte die Erfindung bei identischem Volumen 8fach mehr Leistung und ca. gleiche Baugröße oder gleiche Leistung und erheblich geringere Baugröße, was eine enorme Raum- und Gewichtseinsparung zur Folge hätte, mit den zuvor in der Beschreibung angegebenen Vorteilen.In comparison to conventional, for example: single-cylinder 100 cm 3 volume compressors, the invention would have 8 times more power and approximately the same size or the same power and considerably smaller size with an identical volume, which would result in enormous space and weight savings the advantages previously stated in the description.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 Querschnitt durch den Block und die Zylinder, Fig. 1 cross section through the block and the cylinders,

Fig. 2 Querschnitt radial durch den Block und die dazugehörigen Bauteile, Fig. 2 cross-section radially through the block and the associated components

Fig. 3 zeigt den Exzenterblock in Vorderansicht und den Gehäusering in 3D-Ansicht, Fig. 3 shows the eccentric block in front and the outer shell in 3D view,

Fig. 4 Bauart in Vorderansicht (Objekt 5) in dem Kompremier- und Saugzyklus und eine 3D-Ansicht (Objekt 6) des Rotors im Gehäusering, Fig. 4 design in front view (object 5) in the Kompremier- and suction cycle and a 3D view (Object 6) of the rotor in the housing ring,

Fig. 5 Exzenterblock in Vorderansicht (Objekt 7) und in Seitenansicht (Objekt 8). Fig. 5 eccentric block in front view (object 7 ) and in side view (object 8 ).

Bezeichnungdescription

Fig.FIG.

11

11

A Auslaßkanal A outlet duct

11

+ Rückschlagventil
+ Check valve

11

B Einlaßkanal B inlet duct

11

11

C Auslaßkanal C outlet duct

22

+ Rückschlagventil
+ Check valve

11

D Einlaßkanal D inlet duct

22

22

A Zylinder
A cylinder

33

Kolben
piston

22

C Aufbau komplett
C Complete assembly

22

D Zylinderfassung
D cylinder socket

66

Exenter
Exenter

55

Rotor
rotor

11

Gehäusering
housing ring

Fig.FIG.

22

11

Gehäusering
housing ring

22

Exenterblock
Exenterblock

33

Kolben
piston

44

Kolbenwelle (gelagert)
Piston shaft (bearing)

66

Exenter
Exenter

55

Rotor
rotor

77

Rotorwelle
rotor shaft

66

Exenter
Exenter

33

Kolben-kolbenwelle (Vorderansicht)
Piston piston shaft (front view)

33

Kolben-Kolbenwelle (Seitenansicht)
Piston-piston shaft (side view)

22

F Zylinder (Vorderansicht)
F cylinder (front view)

22

F Zylinder (Seitenansicht)
F cylinder (side view)

22

F Zylinder (Draufsicht)
F cylinder (top view)

Fig.FIG.

33

11

P Flansch
P flange

66

Exenter
Exenter

11

A Auslaßkanal A outlet duct

11

11

C Auslaßkanal C outlet duct

22

11

B Einlaßkanal B inlet duct

22

22

Exenterblock
Exenterblock

11

Gehäusering
housing ring

Fig.FIG.

44

11

A Auslaßkanal A outlet duct

11

11

B Einlaßkanal B inlet duct

11

11

C Auslaßkanal C outlet duct

22

11

D Einlaßkanal D inlet duct

22

22

A Zylinder
A cylinder

33

Kolben
piston

22

H Kolbenringe
H piston rings

66

Exenter
Exenter

11

Gehäusering
housing ring

55

Rotor
rotor

1414

Dichtungselement
sealing element

44

A Federelement
A spring element

1515

Führungskanal
guide channel

77

Rotorwelle
rotor shaft

22

E Verdichtungsraum
* Die Bezeichnung ist eine Verdeutlichung. Das Objekt befindet sich nicht in
E compression space
* The designation is a clarification. The object is not in

Fig.FIG.

44

Fig.FIG.

55

1212

Exenterblock
Exenterblock

66

Exenter
Exenter

Claims (3)

1. Kolbenkompressor bestehend aus,
  • a) einem Gehäuse, das aus einem Gehäusering und zwei sich gegenüberliegenden, am Gehäusering befestigten Exzenterblöcken besteht, in denen jeweils ein nutförmiger Exzenter ist,
  • b) einem Rotor, der sich in dem Gehäuse befindet und der beidseitig in den Exzenterblöcken gelagert ist, wobei der Rotor mehrere symmetrisch, in radialer Richtung angeordnete Zylinder mit jeweils einem radial außen liegenden Kompressionsraum beinhaltet,
  • c) Dichtungselementen, die an der jeweiligen Zylinderstirn der Zylinder so befestigt sind, dass sie die rotierenden Zylinder gegenüber dem Gehäusering abdichten,
  • d) Federelementen, die zusammen mit der bei steigender Drehzahl auftretenden Zentrifugalkraft die Zylinder mit den Dichtungselementen gegen den Gehäusering drücken, um so die Abdichtung des Kompressionsraums zu sichern, und
  • e) einem in jedem Zylinder beweglichen Kolben, der den radial außen liegenden Kompressionsraum begrenzt und der auf der gegenüberliegenden Seite des Kompressionsraums eine Kolbenstange aufweist, wobei jede Kolbenstange mit einer Kolbenwelle verbunden ist, die an jedem ihrer beiden Enden zur Führung in einen der beiden nutförmigen Exzenter eingreift.
1. Piston compressor consisting of
  • a) a housing which consists of a housing ring and two opposing eccentric blocks fastened to the housing ring, in each of which there is a groove-shaped eccentric,
  • b) a rotor which is located in the housing and which is mounted on both sides in the eccentric blocks, the rotor containing a plurality of symmetrically arranged cylinders arranged in the radial direction, each with a radially outer compression space,
  • c) sealing elements which are attached to the respective cylinder end of the cylinder in such a way that they seal the rotating cylinders from the housing ring,
  • d) spring elements which, together with the centrifugal force occurring with increasing speed, press the cylinders with the sealing elements against the housing ring in order to secure the compression chamber, and
  • e) a piston movable in each cylinder, which delimits the radially outer compression space and which has a piston rod on the opposite side of the compression space, each piston rod being connected to a piston shaft which is guided at each of its two ends for guidance into one of the two groove-shaped Eccentric engages.
2. Kolbenkompressor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vier Zylinder und vier Kolben sowie zwei Einlassventile und zwei Auslassventile vorgesehen sind, so dass bei einer Umdrehung des Rotors acht mal komprimiert wird.2. Piston compressor according to claim 1, characterized in that four Cylinder and four pistons as well as two intake valves and two exhaust valves are provided so that with one revolution of the rotor eight times is compressed. 3. Kolbenkompressor nach einem der vorhergehenden Ansprüch, dadurch gekennzeichnet, dass im Gehäusering Einlass- und Auslasskanäle angeordnet sind.3. Piston compressor according to one of the preceding claims, thereby characterized in that inlet and outlet channels are arranged in the housing ring are.
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