DE102009017201A1 - Schwingenlagerung bei einem Lader nach dem Spiralprinzip - Google Patents

Abstract

Schwingenlagerung bei einem Lader nach dem Spiralprinzip,wobei erfindungsgemäß die Lagerung einer Schwinge am Gehäuse und am Verdrängerkörper beidseitig erfolgt. Der Verdrängerkörper wird von einem Excentertrieb angetrieben und mithilfe der befestigten Schwinge gelangt er in eine ellipsenförmige Bewegung. Nach bisherigem Stand der Technik erfolgte die drehbare Lagerung über einseitige auf dem Gehäuse und dem Verdrängerkörper befestigte Lagerstifte, die durch Flachmaterial verbunden waren. Diese Methode hat den Nachteil, dass sie geringerer Festigkeit und einem erhöhten Verschleiß unterliegt. Daher hat sich die Erfindung das Ziel gesetzt, die Lagerung zu verstärken. Dies gelingt mithilfe einer gabelförmigen Schwinge. Am Gabelkopf wird durch einen durchgehenden Lagerbolzen in beiden Gehäusehälften gelagert und die gabelförmigen Enden der Schwinge umschließen den Verdrängerkörper.

Description

• Die Erfindung betrifft die Lagerung einer Schwinge am Gehäuse und am Verdrängerkörpers eines Laders nach dem Spiralprinzip. Derartige Maschinen sind auch unter der Bezeichnung Rotationskolbenmaschine oder Verdrängermaschine bekannt und sind unter diesen Begriffen zum Beispiel in DE 2603462 C2 und EP 0899423 A1 beschrieben.
• Die Funktionsweise eines Laders nach dem Spiralprinzip zur Förderung kompressibler Medien besteht darin, dass der Förderraum spiralförmig ausgestaltet ist. Ein aus zwei Teilen bestehendes Gehäuse hat auf mindestens einer der Innenseiten, in vielfach beschriebener Ausführung auf beiden Gehäuseinnenseiten, senkrecht abstehende Rippen die spiralförmig gerundet auf der Gehäuseinnenwand gleichartig angeordnet sind. Zumindest eines der beiden Gehäuseteile oder eine mittig angeordnete Scheibe als Verdrängerkörper besitzt ebenfalls senkrecht abstehende Rippen die spiralförmig gerundet angeordnet sind und die Rippen des einen oder die Rippen beider Gehäuseteile überdecken. Die Gestaltung der Rippen ist so ausgelegt, dass mittels einer kreisenden, exzentrischen Bewegung des Verdrängerkörpers sich durch die senkrechten Rippen des Gehäuses und den senkrechten Rippen des Verdrängerkörpers sichelförmige, abgeschlossenen Arbeitsräume bilden, deren Volumen von einem Einlaß zu einem Auslaß sich ständig verringert und auf diese Weise das Medium gefördert wird und sich dessen Druck erhöht.
• Die Erzeugung der kreisenden, exzentrischen Bewegung des Verdrängerkörpers wird beispielsweise in DE3407939 C1 , Spalte 2 ab Zeile 27 beschrieben und in der Abbildung dargestellt. Darin wird der hier Rotationskolben genannte Verdrängerkörper von einem Kurbeltrieb mit Excenterbewegung angetrieben und durch eine am Gehäuse und am oberen Rand des Verdrängerkörpers angelenkte Schwinge wird die Bewegung des Verdrängerkörpers in eine in etwa kreisende Auf-Ab Bewegung festgelegt. Eine vergleichbare Arbeitsweise wird auch in EP0899423 A1 und in der bisher unveröffentlichten Anmeldung DE 102007043579.9-15 beschrieben.
• Je nach Maschinenkonstruktion und Ausgestaltung der Schwinge sind dazu ein oder zwei Lagerstellen zwischen Gehäuse, Schwinge und Verdrängerkörper erforderlich. In allen oben genannten Fällen erfolgt die drehbare Lagerung durch einen senkrecht einseitig fest auf einer Gehäuseseite oder auf der Schwinge befestigten Lagerstift, der mit seinem freien Ende in die jeweilige runde Lageröffnung auf der Schwinge oder auf dem Verdrängerkörper hineinragt.
• Diese so ausgestaltete Lagerung wird hier als einseitige Lagerung bezeichnet. Sie hat den Nachteil, dass sie einem erhöhten Verschleiß unterliegt. Das tritt insbesondere dann auf, wenn durch einen höheren Excenterhub die auftretenden Kräfte in den Lagerstellen ansteigen.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine verstärkte Lagerung aufzuzeigen. Das Ziel wird erreicht durch eine Lagerung entsprechend den Merkmalen des Anspruch 1.
• Die vorliegende Erfindung geht von einer Maschinenkonstruktion aus, die aus zwei Gehäuseteilen und einem mittig darin angeordnetem beweglichen Verdrängerkörper besteht. Der Verdrängerkörper wird wie bekannt über eine mittige Welle mit Excenter angetrieben und die kreisförmige Auf-Ab Bewegung wird durch eine Schwinge festgelegt, die auf der einen Seite mit dem Gehäuse und auf ihrer anderen Seite mit dem Verdrängerkörper beweglich verbunden ist. Um die Belastbarkeit der Schwingenlagerung zu erhöhen, ist die Schwinge an einem ihrer Enden gabelförmig ausgestaltet. Die bewegliche Verbindung Schwinge zu Verdrängerkörper ist derart, dass die runde Lageröffnung des Verdrängerkörpers sich mittig zwischen den beiden Gabelseiten der Schwinge befindet. Die Verbindung geschieht durch einen Lagerbolzen, der durch die fluchtenden Bohrungen der beiden Gabelseiten und durch die Lageröffnung des Verdrängerkörpers hindurchgeht. Der Lagerbolzen als Drehachse ist beidseitig in der Schwinge gehalten. Einmal durch einen Preßsitz an beiden Gablseiten oder durch ein Sicherungselement wie zum Beispiel einem Sprengring auf dem Lagerbolzenende an einer Seite der Gabel gesichert gegen axiales Verschieben. Mittels eines Formschluss zwischen Lagerbolzenkopf und Gegenstück an einer Gabelseite kann der Lagerbolzen gegen Verdrehen gesichert werden. Das Lager ist so wesentlich stabiler als nur in der Ausgestaltung als einseitiger Stift. In einer bevorzugten Ausführung kann in die Lageröffnung des Verdrängerkörpers zusätzlich zur Reibungsminderung ein Kugel-, Nadel- oder Gleitlager eingebracht werden, durch welches der Lagerbolzen hindurchgeht.
• Die Lagerung des anderen Schwingenendes im Gehäuse erfolgt ebenfalls zweiseitig. Der Gabelkopf der Schwinge ist hier so kräftig ausgestaltet, dass er einen weiteren Lagerbolzen aufnehmen kann, der in einer senkrecht zur Schwingenlängsachse angeordneten Bohrung durch den Gabelkopf durch einen Preßsitz oder eine andere bekannte Befestigungsart üblicherweise mittig im Gabelkopf fixiert ist. Abweichungen sind je nach Gehäuseausgestaltung möglich. Die beiden Enden des Lagerbolzens ragen beidseitig über den Gabelkopf hinaus und lagern in entsprechend fluchtenden Bohrungen in jedem Gehäuseteil. Im Interesse der Gehäusedichtheit ist es vorteilhaft diese Lagerbohrungen in den Gehäuseteilen als Sackloch auszugestalten. Bei Durchgangsbohrungen durch das Gehäuse sind die durchgehenden Bohrungen auf den Gehäuseaußenseiten durch ein Verschlußelement zu verschließen. Zur Reibungsminderung kann hier gleichfalls ein Kugel-, Nadel- oder Gleitlager eingebracht werden. Auch diese Lagerung ist wesentlich widerstandsfähiger gegen die auftretenden Belastungen der excentrischen Bewegung als eine einseitige Lagerung nur auf einem frei hinausragenden Lagerstift.
• Die Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel und stellt die in 1 die Draufsicht auf die Schwinge mit Verdrängerkörper in einem einseitig geöffneten Gehäuse dar. In 2 ist ein horizontaler Schnitt durch die Draufsicht 1 dargestellt.
• Die Gehäuseteile 1 und 2 mit den jeweilig enthaltenen Sackloch-Aufnahmen 6 und 7 für die Nadellager 8 und 9 stellen die Aufnahme dar für den durch den Gabelkopf 3 hindurchgehenden Lagerbolzen mit seinen Enden 4 und 5. Ein Preßsitz des Lagerbolzens im Gabelkopf 3 ist nicht zeichnerisch dargestellt. Entgegengesetzt zum Gabelkopf 3 sind die beiden Gabelenden 9 und 10 in deren fluchtenden beiden Bohrungen der durchgehende Lagerbolzen 13 gehalten wird, der über das Nadellager 12 den Verdrängerkörper 11 drehbar gelagert hält. Der Lagerbolzen 13 ist hier über einen nicht dargestellten Preßsitz in beiden Gabelenden 9 und 10 gehalten. Zur Vollständigkeit ist in Ziffer 14 eine Nut auf dem Lagerbolzen für einen Sprengring gezeigt. Mit Ziffer 15 ist eine Verdrehsicherung des Lagerbolzens durch eine Ausfräsung des Lagerbolzenkopfes dargestellt.
• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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• Zitierte Patentliteratur
• - DE 2603462 C2 [0001]
• - EP 0899423 A1 [0001, 0003]
• - DE 3407939 C1 [0003]
• - DE 102007043579 [0003]

Claims (4)

1. Lagerung einer Schwinge am Gehäuse und am Verdrängerkörper eines Laders nach dem Spiralprinzip dadurch gekennzeichnet dass die Schwinge gabelförmig ist und mit einem Gabelkopf 3 versehen ist welcher in einer durchgehenden senkrecht zur Schwingenlängsachse befindlichen Bohrung einen Lagerbolzen aufnimmt und dessen beidseitig abstehende Enden 4 und 5 jeweils in einer Bohrung eines zweiteiligen Gehäuses 1 und 2 drehbar lagern und dass das andere Schwingenende gabelförmig mit zwei Enden 9 und 10 ausgestaltet ist und dessen beide Gabelseiten jeweils eine mit einer mittig zwischen den Gabeln befindlichen Lageröffnung des Verdrängerkörpers 11 fluchtende Bohrung besitzen durch die ein weiterer Lagerbolzen 13 als Verbindung von Schwinge und drehbarem Verdrängerkörper hindurchgesteckt ist.
2. Lagerung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerbolzen mit den Bolzenenden 4 und 5 durch Preßsitz im Schwingenkopf 3 und der Lagerbolzen 13 durch die Schwingengabel mit den Enden 9 und 10 durch eine Nut 14 für einen Sprengring gesichert ist oder anstelle dessen durch einen Preßsitz des Lagerbolzens im Gabelende 9 und 10.
3. Lagerung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet dass der Lagerbolzen 13 durch die Gabelenden 9 und 10 durch entsprechende Ausgestaltung von Abflachung oder Einfräsungen 15 gegen Verdrehen gesichert ist.
4. Lagerung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die drehbare Lagerung in den Bohrungen des Gehäuses 1 und 2 und im Verdrängerkörper 11 mit Kugel-, Nadel- oder Gleitlagern ausgestattet ist.