DE102011118245A1

DE102011118245A1 - Adjustable vane compressor for air conditioning apparatus, sucks fluid in suction region through suction groove and suction hole and discharges to pressure output over pressure groove

Info

Publication number: DE102011118245A1
Application number: DE201110118245
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-11-11
Filing date: 2011-11-11
Publication date: 2013-05-16

Abstract

The compressor has rotor (15) that is attached on a drive shaft (11). A vane abuts with outer surface (35) in linear support (22) at circular housing wall (23) which is eccentric to rotational axis (14) of the rotor. The fluid in suction region (37) is sucked through a suction groove (41) and a suction hole (42) formed at peripheral surface of housing wall, and is discharged to pressure output (40) over pressure groove (39).

Description

Die Erfindung betrifft einen regelbaren Flügelzellenkompressor nach Art und Gattung des Anspruchs 1.The invention relates to a controllable vane compressor according to type and preamble of claim 1.

Stand der TechnikState of the art

Ähnliche Flügelzellenverdichter bzw. Flügelzellenpumpen sind nur bedingt vergleichbar entgegenzuhalten, wie etwa die DE 3629199 C2 oder die DE 10200406055 A1 . Diese Flügelzellenaggregate weisen ein Pumpengehäuse auf, in dem ein Rotor mittels Antriebswelle getragen und rotierend angetrieben wird. Der Rotor weist eine am Umfang verteilte Anzahl Nuten auf die hauptsächlich radial zum Drehpunkt und zur Drehachse des Rotors verlaufen und ausgerichtet sind und in denen jeweils verschiebbare Flügel nachfolgend Gleitsteine genannt geführt sind. Das Pumpengehäuse ist mit einer exzentrisch positionierten Innenwand zum Rotorumfang ausgestaltet, an der die Gleitsteine mit ihren äußeren Endflächen anliegen. Das Gehäuse ist beidseitig mit Stirnflächen räumlich begrenzt und geschlossen. Bei Rotation des Rotors werden durch seine exzentrische Positionierung zur Gehäuseinnenwand zwischen den Gleitsteinen sich vergrößernde bzw. verkleinernde Förderräume gebildet, zwischen denen das zu fördernde Fluid unter Druckanstieg vom Saugbereich bis hin zum Druckbereich transportiert wird. Die Gleitsteine werden dabei infolge der Fliehkraft durch Rotation an der Gehäuseinnenwand anliegend gehalten, jedoch beim Anfahren oder im unteren Drehzahlbereich werden keine oder nur geringe Anpressdrücke erzielt, was zu einem lückenhaften oder unzureichenden Förderstrom führt. Bei den genannten Aggregaten besteht die Möglichkeit über besondere Mittel und Vorkehrungen mit dem selbst erreichten Systemdruck die innere Gleitsteinfläche zu beaufschlagen und zusätzlich zur Fliehkraft einen höheren Anpreßdruck zu erreichen. Nachteilig hierzu ist die relativ kleine innere Grundfläche der Gleitsteine, die eine flächenbezogene Drucksteigerung nur unwesentlich verbessert. Bei Betriebsdrehzahl und Förderung werden jeweils bei den ausgefahrenen Gleitsteinen die axialverlaufenden Kammerflächen mit dem vorhandenen Systemdruck beaufschlagt und belastet, was zum Kippen und Verkanten der Flügel und zu vorzeitigem Verschleiß führen kann.Similar vane compressors or vane pumps are comparable only to a limited extent, such as the DE 3629199 C2 or the DE 10200406055 A1 , These vane cell units have a pump housing, in which a rotor is driven by means of a drive shaft and driven in rotation. The rotor has a circumferentially distributed number of grooves on the run and aligned mainly radially to the pivot point and the axis of rotation of the rotor and in each of which sliding wings are hereinafter called sliding blocks out. The pump housing is designed with an eccentrically positioned inner wall to the rotor circumference, against which the sliding blocks with their outer end surfaces. The housing is spatially limited on both sides with end faces and closed. As the rotor rotates, its eccentric positioning relative to the inner wall of the housing between the sliding blocks results in enlarging or reducing conveying spaces, between which the fluid to be conveyed is transported under pressure increase from the suction region to the pressure region. The sliding blocks are held by centrifugal force by rotation on the housing inner wall fitting, but when starting or in the lower speed range, no or only low contact pressures are achieved, resulting in a patchy or insufficient flow. In the case of the aforementioned units, it is possible to apply the means and precautions with the self-achieved system pressure to the inner sliding surface and to achieve a higher contact pressure in addition to the centrifugal force. A disadvantage here is the relatively small inner base of the sliding blocks, which only slightly improves a surface pressure increase. At operating speed and promotion the axially extending chamber surfaces are acted upon and loaded with the existing system pressure in each case in the extended sliding blocks, which can lead to tilting and tilting of the wings and premature wear.

Aufgabenstellungtask

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1. gelöst und hat erfindungsgemäß die Vorteile, daß durch kompakte konstruktive Neuerungen ein energieeffizientes drehzahlregelbares Nachfördern zur Druckerhaltung und zum Verdichten von gasförmigen Fluiden ermöglicht wird, aber auch eine variable Förderung von flüssigen Fluiden technisch hergibt. Für die zur Zeit aktuelle E-Mobilität läßt sich hiermit sinnvoll drehzahlgeregelt und energiesparend der Energiebedarf für eine innovative Klimatisierung in Fahrzeugen, speziell in Elektrofahrzeugen mit dem regelbaren Flügelzellen kompressor realisieren. Der jeweils benötigte Druckbedarf kann mit einer regelbaren Antriebsdrehzahl stufenlos zwischen Null und Maximum auf oder abgeregelt werden.This object is solved by the features of claim 1 and has the advantages that compact design innovations an energy-efficient speed-adjustable Nachfördern for pressure maintenance and for compressing gaseous fluids is made possible, but also provides a variable promotion of liquid fluids technically. For the current e-mobility is hereby meaningful speed-controlled and energy-saving the energy needs for an innovative air conditioning in vehicles, especially in electric vehicles with the variable vane compressor realize. The pressure required in each case can be adjusted continuously between zero and maximum with a controllable input speed.

Eine Druckbeaufschlagung der innenliegenden kreisbogenförmigen Flügelflächen durch den gewählten minimalen Federdruck, der auch im Stillstand wirkt und ein flächenbezogener Staudruck, welcher sich direkt beim Anfahren im untersten Drehzahlbereich auf die relativ großen Flügelinnenflächen aufbaut wird ein ausreichender Innendruck auf die abdichtenden Flügelelemente gegen die innere Umfangsgehäusewand erzeugt, welcher sich bei Steigerung der Drehzahl proportional noch erhöht. Durch die gelenkartige Befestigung der Flügelelemente ist ein Kippen oder Verkanten völlig ausgeschlossen. Bei dem Aufbau des Flügelzellenkompressors wird eine Leckage infolge von beiderseits eingefügten Gleitringdichtungen am Rotor radial nach innen verhindert. Ein regelbarer Flügelzellenkompressor mit tatsächlich kreisbogenförmig gekrümmten Flügeln, welche am hinteren Ende in Drehrichtung gesehen mit ihrer kreisförmig bolzenartigen Formgebung als Gelenk in den am Rotor gleichmäßig verteilten Bohrungen gelenkartig positioniert sind. In weiteren Ansprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Ausbildungen des erfindungsgemäßen regelbaren Flügelzellenkompressors angegeben. Geometrisch entsprechend sind die vorhandenen Gelenkbohrungen am Umfang des Rotors gleichmäßig verteilt und mit einer hierzu erforderlichen Teilöffnung versehen nach außen offen, bei den zwangsweise die Teilöffnungen generell kleiner als die Durchmesser der Gelenkbolzen sein müssen, um ein Austreten der Gelenkbolzen in radialer Richtung zu verhindern. Durch so ausgestaltete Umfangsbohrungen am Rotor lassen sich die Flügel mit ihren Gelenkbolzen in Axialrichtung einschieben und gelenkartig positionieren. Entsprechend dieser Ausgestaltung lassen sich die kreisbogenförmigen Flügel scherenartig mit ihren Flügelaußenflächen bis zur linearen Anlehnung an die innere Gehäusewand aufklappen und zurück in die absolute Nullstellung der segmentar dafür ausgebildeten Aussparungen verteilt auf der Umfangsfläche des Rotors wieder zurückführen. Eine Anzahl radialer Sacklochbohrungen entsprechend der Anzahl Flügel am Umfang des Rotors dienen zur Aufnahme von Druckfedern, welche jeweils mit Abstand rechtsseitig zur Drehachse in Drehrichtung gesehen die Innenbogen der Flügel mit Federdruck beaufschlagen. Es ist nur ein minimaler Federdruck gewählt, der jedoch ausreichend sein muß um die Flügel im Stillstand und beim Anfahren des regelbaren Flügelzellenkompressors mit ihren kreisbogenförmigen Flügelaußenflächen in linearer Anlehnung an der inwandigen Gehäusewand des Gehäuses zu halten. Durch die Ausgestaltung der beidseitigen Ringnuten an den Planseiten des Rotors sind seitlich Gleitringe eingesetzt, welche mit Hilfe von innenliegend eingelegten Ringaxialfedern oder O-Ringen die stirnseitigen äußeren Planflächen der Gleitringe mit dem Rotor umlaufend gleitend und abdichtend gegen die inneren Gehäusestirnwände gegengehalten werden Durch kreisabschnittartige Aussparungen am äußeren Umfang der Gleitringe in Anzahl der Gelenkbolzenbolzen werden diese gleichzeitig als Mitnehmer und zur Abgrenzung der jeweiligen Kammern genutzt, wodurch eine Leckage radial nach innen vermieden wird.A pressurization of the inner arcuate wing surfaces by the selected minimum spring pressure, which also acts at a standstill and a surface-related dynamic pressure, which builds up directly at startup in the lowest speed range on the relatively large wing inner surfaces sufficient internal pressure is generated on the sealing wing elements against the inner peripheral housing wall, which increases proportionally as the speed increases. Due to the articulated attachment of the wing elements tilting or tilting is completely excluded. In the construction of the vane compressor leakage due to both sides inserted mechanical seals on the rotor is prevented radially inward. A controllable vane compressor with actually arcuate curved wings, which are seen at the rear end in the direction of rotation with their circular bolt-like shape as a joint in the evenly distributed holes on the rotor bores. In further claims advantageous embodiments and embodiments of the variable vane compressor according to the invention are given. Correspondingly, the existing joint holes are evenly distributed on the circumference of the rotor and provided with a partial opening required for this purpose to the outside, in which forced the partial openings must be generally smaller than the diameter of the hinge pin to prevent leakage of the hinge pin in the radial direction. By so configured circumferential holes on the rotor, the wings can be inserted with their hinge pins in the axial direction and position like an articulation. According to this embodiment, the circular arc-shaped wings can scissors-like unfold with their wing outer surfaces to the linear leaning against the inner housing wall and back to the absolute zero position of the segmentally formed recesses distributed on the peripheral surface of the rotor again. A number of radial blind holes corresponding to the number of vanes on the circumference of the rotor are used to accommodate compression springs, which act on the inner arc of the wing with spring pressure seen at a distance from the right side to the axis of rotation in the direction of rotation. It is only a minimum spring pressure selected, but must be sufficient to the wings at a standstill and when starting the variable vane compressor with its circular arc Wing outer surfaces in linear reference to the inwandigen housing wall of the housing to keep. Due to the design of the two-sided annular grooves on the flat sides of the rotor side sliding rings are used, which with the help of internally inserted Ringaxialfedern or O-rings the front outer surfaces of the sliding rings with the rotor circumferentially sliding and sealing against the inner housing end walls are held against by the circle-like recesses on outer circumference of the sliding rings in number of hinge pin bolts are used at the same time as a driver and to delimit the respective chambers, whereby a leakage is avoided radially inward.

Die Erfindung wird nachfolgend an vier Ausführungsbeispielen erläutert und anhand von Zeichnungen dargestellt. Es zeigenThe invention is explained below with reference to four exemplary embodiments and illustrated by means of drawings. Show it

1 einen regelbaren Flügelzellenkompressor in vereinfachter Darstellung in einem Querschnitt entlang der Linie B-B die Situation der Abgrenzung zwischen Saugbereich und Druckbereich am unteren Totpunkt 1 a variable vane compressor in a simplified representation in a cross section along the line BB the situation of the delimitation between the suction and pressure area at the bottom dead center

2 einen regelbaren Flügelzellenkompressor gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel in einem Querschnitt entlang der Linie A-A mit Situation der Fluiddynamik an der Saugnut und am Verdichtereingang 2 a controllable vane compressor according to a first embodiment in a cross section along the line AA with situation of fluid dynamics at the suction and the compressor inlet

3 einen regelbaren Flügelzellenkompressor in vereinfachter Darstellung in einem Querschnitt entlang der Linie C-C mit Darstellung der eingesetzten Gleitringdichtungen 3 a variable vane compressor in a simplified representation in a cross section along the line CC showing the used mechanical seals

4 einen regelbaren Flügelzellenkompressor gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiels in vereinfachter Darstellung in einem Querschnitt entlang der Linie B-B mit Situation der Fluiddynamik an der Drucknut und am Druckausgang, mit axialen Flachfedern beaufschlagte eingelegte Dichtleisten in den Flügelseitenflächen 4 a controllable vane compressor according to a second embodiment in a simplified representation in a cross section along the line BB with situation of fluid dynamics at the pressure groove and the pressure outlet, loaded with axial flat springs inserted sealing strips in the wing side surfaces

5 eine Einzeldarstellung des Rotors mit Ansicht auf die Teilöffnungen an den Gelenkbohrungen, auf die Sacklochbohrungen der Druckfedern und Ansicht auf eine planseitige Ringnut zum einfügen der Gleitringdichtung 5 a single representation of the rotor with a view of the partial openings at the joint holes, on the blind holes of the compression springs and view of a plane-side annular groove for inserting the mechanical seal

6 eine Einzeldarstellung eines Gleitrings 6 an individual view of a sliding ring

7 eine Teileansicht eines Flügels gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel mit eingesetzten umlaufenden Zylinderrollenlagern 7 a partial view of a wing according to a third embodiment with inserted circumferential cylindrical roller bearings

8 eine Detailansicht eines dritten Ausführungsbeispiels in einem Querschnitt entlang der Linie A-A mit Kennzeichnung des oberen Totpunktes und Wirkweise eines umlaufenden Zylinderrollenlagers 8th a detailed view of a third embodiment in a cross section along the line AA with marking the top dead center and mode of action of a rotating cylindrical roller bearing

9 einen regelbaren Flügelzellenkompressor gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel als fünfzelligen regelbaren Flügelzellenkompressor. 9 a controllable vane compressor according to a fourth embodiment as a five-cell variable vane compressor.

Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments

In den 1 bis 9 ist ein regelbarer kompakter Flügelzellenkompressor dargestellt, der vorzugsweise zum energieeffizienten und geregelten Nachfördern, zur Druckerhaltung und zum Verdichten von gasförmigen Fluiden zum Einsatz kommt, aber auch eine variable Förderung von flüssigen Fluiden ermöglicht, wie in Klimaanlagen oder Kälteanlagen. Der regelbare Flügelzellenkompressor weist ein einteiliges Gehäuse 10 aus, das mit einer Abdeckung 50 räumlich umgrenzt geschlossen ist, das aber auch mehrteilig ausgebildet sein kann und mit einer Antriebswelle 11, die in das Gehäuse 10 hineinragt. Das geschlossene Gehäuse 10 weist zwei innere Gehäusestirnwände 12 und 13 auf, durch welche aus Sicht in Achsrichtung der Drehachse 14 und der Antriebswelle 11 gesehen geschlossene Kammern 17 abgegrenzt sind. Innerhalb der Kammern 17 wird ein Rotor 15 drehfest über eine formschlüssige Verbindung 16 von der Antriebswelle 11 zentrisch in Drehrichtung 28 um die Drehachse 14 rotierend getragen. Am Umfang des Rotors 15 sind eine Anzahl Gelenkbohrungen 18 gleichmäßig verteilt mit Teilöffnungen 19 ausgestaltet und nach außen offen. In die Gelenkbohrungen 18 lassen sich die Flügel 20 mit ihren Gelenkbolzen 21 in axialer Richtung einschieben und gelenkartig positionieren. Entsprechend dieser Ausgestaltung sind die kreisbogenförmigen Flügel 20 bis zur Anlehnung 22 mit ihren kreisbogenförmigen Flügelaußenflächen 35 an die innere Gehäusewand 23 scherenartig beweglich aufzuklappen und in die absolute Nullstellung am unteren Totpunkt 24 in die segmentar dafür ausgebildeten Aussparungen 25 der Umfangsfläche des Rotors 15 wieder zurückführen. Die inwandige Gehäusewand 23 des Gehäuses 10 ist exzentrisch zur Drehachse 14 des Rotors 15 positioniert und kreisförmig zu ihrem Mittelpunkt (M) ausgestaltet. Die Flügel 20 liegen mit ihren radial äußeren Flügelaußenflächen 35 in ständiger linearer Anlehnung 22 an der inwandigen Gehäusewand 23 an und gleiten an dieser abdichtend in Drehrichtung 28 entlang. Auf Grund des Versatzes (e) und der exzentrisch angeordneten Position der inwandigen Gehäusewand 23 mit Mittelpunkt M zur zentrischen Drehachse 14 des Rotors 15 ergeben sich scherenartige Kammern 17 mit veränderlichem Raumvolumen. Eine Anzahl radialer Sacklochbohrungen 26 entsprechend der Anzahl Flügel 20 am Umfang des Rotors 15 dienen zur Aufnahme von Druckfedern 27, welche jeweils mit Abstand 51 rechtsseitig zur Drehachse 14 in Drehrichtung 28 gesehen die kreisbogenförmigen Innenbogen 29 der Flügel 20 mit Federdruck beaufschlagen. Es ist nur ein minimaler Federdruck gewählt, der jedoch ausreichend sein muß um die Flügel 20 auch im Stillstand und beim Anfahren des regelbaren Flügelzellenkompressors mit ihren kreisbogenförmigen Flügelaußenflächen 35 in linearer Anlehnung 22 an der inwandigen Gehäusewand 23 des Gehäuses 10 zu halten. In die beidseitigen Ringnuten 31 an den Planseiten des Rotors 15 sind seitlich Gleitringe 32 eingesetzt, welche mit Federkraft von innenliegend eingelegten Ringaxialfedern oder O-Ringen 33 die stirnseitigen äußeren Planflächen der Gleitringe 32 gegen die inneren Gehäusestirnwände 12 und 13 mit dem Rotor 15 umlaufend gleitend und abdichtend gegengehalten werden. Durch kreisabschnittartige Aussparungen 34 am äußeren Umfang der Gleitringe 32 in Anzahl der Gelenkbolzen 21 werden diese gleichzeitig als Mitnehmer und zur Abgrenzung der jeweiligen Kammern 17 genutzt, wodurch eine Leckage radial nach innen vermieden wird. Der untere Totpunkt 24 trennt im Zusammenspiel mit der Drucknut 39 und der Saugnut 41 durch die an ihm gleitenden Flügelaußenlächen 35 den Druckbereich 36 vom Saugbereich 37. Mit Darstellung der Fließrichtungspfeile 38 wird die Steuersituation der Fluiddynamik an der Drucknut 39 mit dem Druckausgang 40, der Saugnut 41 mit der Saugbohrung 42 im Kompressorinnenraum sichtbar. In 4, 7, 8 und 9 ist der regelbare Flügelzellenkompressor gemäß einem zweiten, dritten und vierten Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem der Aufbau im Prinzip dem des ersten Ausführungsbeispiels entspricht. Mit Änderungen bei einer stärker ausgelegten Flügeldicke können axial federnd beaufschlagte Dichtleisten 52 in die Flügelseitenflächen 47 eingearbeitet werden und am flachen Ende der kreisbogenförmigen Flügel 20 Zylinderrollenlager 43 zum Einsatz kommen, wobei die umlaufenden Lagerumfangsflächen 45 der Zylinderrollenlager 43 sich mindestens in gleicher Höhe bewegen oder nur minimal sich aus der Flügelaußenfläche 35 der Flügel 20 hervorheben. Jeweils beim Einfahren in den Druckbereich 36 über den oberen Totpunkt 44 rollen die Zylinderrollenlager 43 an der inwandigen Gehäusewand 23 umlaufend bis zum Ausfahren aus dem Druckbereich 36 am unteren Totpunkt 24 entlang und heben sich beim Durchfahren des Saugbereichs 37 der inwandigen Gehäusewand 23 wieder davon ab. Im Stillstand des regelbaren Flügelzellenkompressors oder auch im Ruhezustand ist die Federkraft der Druckfedern 27 weiterhin aktiv und hält sämtliche Flügel 20 mit ihren kreisbogenförmigen Flügelaußenflächen 35 ständig in linearer Anlehnung 22 an die inwandige Gehäusewand 23. Bei Drehung der Antriebswelle 11 in Drehrichtung 28 um die ortsfeste Drehachse 14 wird der Rotor 15 mit der formschlüssigen Verbindung 16 in Rotation versetzt. Durch den Versatz e von der Drehachse 14 des Rotors 15 zum exzentrischen Mittelpunkt M der kreisförmig inwandigen Gehäusewand 23 werden durch die umlaufenden linearen Anlehnungen 22 der Flügel 20 mit ihren kreisbogenförmigen Flügelaußenflächen 35 jeweils abgetrennte Kammern 17 gebildet, welche sich im Saugbereich 37 von Null bis Maximum scherenartig öffnen und im Druckbereich 36 vom Maximum bis auf Null wieder verkleinern. Die Saugnut 41 und die Saugbohrung 42 ist im Gehäuse 10 in der inwandigen Umfangsfläche der Gehäusewand 23 im Saugbereich 37 angeordnet, durch welche sich die Kammern 17 mit dem angesaugten Fluid füllen. Die Drucknut 39 und der Druckausgang 40 Ist in dem Umfangsbereich der inwandigen Gehäusewand 23 angeordnet in dem sich im Druckbereich 36 der Rauminhalt der Kammern 17 wieder verkleinert und das geförderte Fluid über die Drucknut 39 in den Druckausgang 40 verdrängt. In den Gelenkbohrungen 18 zentrieren sich die Flügel 20 mit ihren Gelenkbolzen 21 in axialer Richtung einpendelnd mit verteilter seitlicher Gleitreibung selbst, wenn im Betriebszustand des regelbaren Flügelzellenkompressors die Flügelseitenflächen 47 gleitend umlaufende gasdichte Abdichtspalte und Kammern 17 zu der inwandigen Gehäusewand 23 und zu den Gehäusestirnwänden 12 und 13 bilden. Der Rotor 15 ist auf der Antriebswelle 11 axial verschiebbar aufgesteckt und zentriert sich im Betriebszustand durch die seitlich gleitend abdichtenden Gleitringe 32 in axialer Richtung einpendelnd zu den Gehäusestirnwänden 12 und 13 mit berührungsfreien Spalten 48 an den Rotorplanflächen selbst. Die kreisbogenförmigen Flügel 20 werden auch im Ruhezustand oder Stillstand des regelbaren Flügelzellenkompressors ständig an ihrem Innenbogen 29 mit minimalem Federdruck der Druckfedern 27 mit Druck beaufschlagt, wobei sich bei anfahrendem Betrieb mit aufbauendem Staudruck innerhalb des Kompressors eine zusätzliche Druckbeaufschlagung 49 proportional zum jeweiligen Systemdruck aufbaut. Mit axial in die Flügelseitenflächen 47 eingefügten und mit Flachfedern oder endlichen O-Ringsträngen beaufschlagten Dichtleisten 52 ist bei Bedarf eine zusätzliche Seitenabdichtung der Flügel 20 möglich.In the 1 to 9 a controllable compact vane compressor is shown, which is preferably used for energy-efficient and regulated Nachfördern, for pressure maintenance and for compressing gaseous fluids used, but also allows variable delivery of liquid fluids, such as in air conditioning or refrigeration systems. The variable vane compressor has a one-piece housing 10 out, that with a cover 50 is spatially delimited closed, but which can also be designed in several parts and with a drive shaft 11 in the case 10 protrudes. The closed housing 10 has two inner housing end walls 12 and 13 on, by which from view in the axial direction of the axis of rotation 14 and the drive shaft 11 seen closed chambers 17 are delimited. Inside the chambers 17 becomes a rotor 15 rotationally fixed via a positive connection 16 from the drive shaft 11 centric in the direction of rotation 28 around the axis of rotation 14 worn rotating. At the periphery of the rotor 15 are a number of joint holes 18 evenly distributed with partial openings 19 designed and open to the outside. In the joint holes 18 let the wings go 20 with their hinge pins 21 Insert in the axial direction and position in an articulated manner. According to this embodiment, the circular arc-shaped wings 20 to the touch 22 with its arcuate wing outer surfaces 35 to the inner housing wall 23 open in a scissor-like manner and in absolute zero position at bottom dead center 24 in the segmentar trained recesses 25 the peripheral surface of the rotor 15 lead back again. The inwandige housing wall 23 of the housing 10 is eccentric to the axis of rotation 14 of the rotor 15 positioned and circular to its center (M) designed. The wings 20 lie with their radially outer wing outer surfaces 35 in constant linear style 22 on the inwandigen housing wall 23 on and slide on this sealing in the direction of rotation 28 along. Due to the offset (e) and the eccentric position of the inwalled housing wall 23 with center M to the central axis of rotation 14 of the rotor 15 result scissor-like chambers 17 with variable volume of space. A number of radial blind holes 26 according to the number of wings 20 on the circumference of the rotor 15 serve to accommodate compression springs 27 , each with a distance 51 right side to the axis of rotation 14 in the direction of rotation 28 seen the circular arc-shaped inner arc 29 the wing 20 pressurize with spring pressure. It is only a minimum spring pressure selected, but must be sufficient to the wings 20 even at standstill and when starting the controllable Vane compressor with its arcuate wing outer surfaces 35 in linear style 22 on the inwandigen housing wall 23 of the housing 10 to keep. In the two-sided annular grooves 31 on the plan sides of the rotor 15 are laterally sliding rings 32 used, which by spring force of internally inserted Ringaxialfedern or O-rings 33 the frontal outer surfaces of the sliding rings 32 against the inner housing end walls 12 and 13 with the rotor 15 circumferentially sliding and sealing against. By circular section-like recesses 34 on the outer circumference of the slip rings 32 in number of hinge pins 21 At the same time, these become carriers and delimiters of the respective chambers 17 used, whereby a leakage is avoided radially inward. The bottom dead center 24 separates in interaction with the pressure groove 39 and the suction groove 41 through the wing outer surfaces sliding on it 35 the pressure range 36 from the suction area 37 , With representation of the flow direction arrows 38 becomes the control situation of the fluid dynamics at the pressure groove 39 with the pressure outlet 40 , the suction groove 41 with the suction hole 42 visible in the compressor interior. In 4 . 7 . 8th and 9 is the controllable vane compressor according to a second, third and fourth embodiment shown, in which the structure corresponds in principle to that of the first embodiment. With changes in a more designed wing thickness axially loaded sealing strips 52 in the wing side surfaces 47 be incorporated and at the flat end of the circular arc-shaped wings 20 Cylindrical roller bearings 43 be used, with the circumferential bearing peripheral surfaces 45 the cylindrical roller bearing 43 move at least at the same height or only minimally from the wing outer surface 35 the wing 20 highlight. Each time when entering the pressure range 36 over top dead center 44 roll the cylindrical roller bearings 43 on the inwandigen housing wall 23 all the way around until it leaves the pressure area 36 at bottom dead center 24 along and lift when passing through the suction area 37 the inwandigen housing wall 23 again from it. At rest of the variable vane compressor or at rest, the spring force of the springs 27 continues to be active and holds all wings 20 with its arcuate wing outer surfaces 35 constantly in linear style 22 to the inwandige housing wall 23 , Upon rotation of the drive shaft 11 in the direction of rotation 28 around the fixed axis of rotation 14 becomes the rotor 15 with the positive connection 16 set in rotation. By the offset e from the axis of rotation 14 of the rotor 15 to the eccentric center M of the circular inwandigen housing wall 23 become by the circulating linear leanings 22 the wing 20 with its arcuate wing outer surfaces 35 each separated chambers 17 formed, which are in the suction area 37 open like a scissor from zero to maximum and in the pressure range 36 zoom out from maximum to zero. The suction groove 41 and the suction hole 42 is in the case 10 in the inwandigen circumferential surface of the housing wall 23 in the suction area 37 arranged through which the chambers 17 fill with the sucked fluid. The pressure groove 39 and the pressure output 40 Is in the peripheral region of the inwandigen housing wall 23 arranged in the pressure range 36 the volume of the chambers 17 again reduced and the pumped fluid through the pressure groove 39 in the pressure output 40 repressed. In the joint holes 18 the wings center 20 with their hinge pins 21 in the axial direction einpendelnd with distributed lateral sliding friction itself, when in the operating state of the controllable vane compressor, the wing side surfaces 47 sliding circumferential gas-tight sealing gaps and chambers 17 to the inwandigen housing wall 23 and to the housing end walls 12 and 13 form. The rotor 15 is on the drive shaft 11 axially slidably mounted and centered in the operating state by the laterally sliding sealing sliding rings 32 in the axial direction einpendelnd to the housing end walls 12 and 13 with non-contact columns 48 at the Rotorplanflächen themselves. The circular arc-shaped wings 20 even at rest or standstill of the controllable vane compressor constantly on its inner arc 29 with minimal spring pressure of the compression springs 27 acted upon with pressure, which is at anfahrendem operation with a build-up dynamic pressure within the compressor, an additional pressurization 49 builds up proportionally to the respective system pressure. With axial in the wing side surfaces 47 inserted and acted upon with flat springs or finite O-ring strands sealing strips 52 If necessary, an additional side sealing of the wings 20 possible.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010: Gehäusecasing
1111: Antriebswelledrive shaft
1212: GehäusestirnwandHousing end wall
1313: GehäusestirnwandHousing end wall
1414: Drehachseaxis of rotation
1515: Rotorrotor
1616: Formschlüssige VerbindungPositive-locking connection
1717: Kammerchamber
1818: Gelenkbohrungpivotal hole
1919: Teilöffnungpartial opening
2020: Flügelwing
2121: Gelenkbolzenhinge pins
2222: Anlehnungfollowing
2323: Inwandige GehäusewandIn-walled housing wall
2424: Unterer TotpunktBottom dead center
2525: Segmentare AussparungSegmented recess
2626: SacklochbohrungBlind hole
2727: Druckfedercompression spring
2828: Drehrichtungdirection of rotation
2929: Kreisbogenförmiger InnenbogenArc-shaped inner arc
31 31: Ringnutring groove
3232: Gleitringsliding ring
3333: O-Ring, AxialfederringO-ring, axial spring ring
3434: GleitringaussparungGleitringaussparung
3535: FlügelaußenflächeWing outer surface
3636: Druckbereichpressure range
3737: Saugbereichsuction area
3838: FließrichtungspfeilFlow arrow
3939: Drucknutpressure groove
4040: Druckausgangpressure outlet
4141: Saugnutsuction groove
4242: Saugbohrungsuction bore
4343: AbrolllagerAbrolllager
4444: Oberer TotpunktTop Dead Center
4545: NadelumfangsflächeNeedle peripheral surface
4646: Nadelrolleneedle roller
4747: FlügelseitenflächeWing side surface
4848: berührungsfreie Spaltenon-contact column
4949: Druckbeaufschlagungpressurization
5050: Abdeckungcover
5151: Abstanddistance
5252: Dichtleistesealing strip
ee: Versatzoffset
MM: MittelpunktFocus

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 3629199 C2 [0002]
DE 10200406055 A1 [0002]

Claims

Adjustable vane compressor with a one-piece or multi-part eccentric housing ( 10 characterized in that due to the offset (e) and the eccentrically arranged position of the circular inwandigen housing wall ( 23 ) with center (M) to the central axis of rotation ( 14 ) of the rotor ( 15 ) scissors-like chambers ( 17 ) with variable volume of space, a drive shaft ( 14 ), on which a rotor ( 15 ) non-rotatably positive locking ( 16 ) and about the central axis of rotation ( 14 ) in the direction of rotation ( 28 ) is circulated, wherein the rotor ( 15 ) at the circumference evenly distributed a number of joint holes ( 18 ) which is designed to be radially outwardly open but forced to have partial openings ( 19 ), which are generally smaller than the diameter of the hinge pin ( 21 ) and in the joint bores ( 18 ) the axially inserted wings ( 20 ) with their hinge pins ( 21 ) position radially, with their arcuate wing outer surfaces ( 35 ) in linear fashion ( 22 ) slidably on the inwandig circular housing wall ( 23 ) in the direction of rotation ( 28 ) until reaching top dead center ( 44 ) open scissors-like and when entering the pressure range ( 36 ) collapse like a scissor until they are in the absolute zero position at bottom dead center ( 24 ) in the radially on the circumference of the rotor ( 15 ) evenly distributed segmented recesses ( 25 ) again folding axially mounted rotor ( 15 ) within the eccentrically circular housing wall ( 23 ) with center (M) and the offset (e) with the drive shaft ( 11 ) positively ( 16 ) connected to the stationary centric axis of rotation ( 14 ), wings ( 20 ) with their arcuate wing outer surfaces ( 35 ) on the housing wall ( 23 ) and between the housing end walls ( 12 . 13 ) with their wing side surfaces ( 47 ) sealingly sliding in the direction of rotation ( 28 ), through which volume-like variable chambers ( 17 ) suck in fluid and from the suction area ( 37 ) above top dead center ( 44 ) with the shrinking chambers ( 17 ) into the print area ( 36 ), the fluid in the suction area ( 37 ) through the suction hole ( 42 ) and the suction groove ( 41 ) and in the pressure range ( 36 ) via the pressure groove ( 39 ) into the pressure outlet ( 40 ) displaced to the outside again.

Variable vane compressor according to claim 1, characterized in that the suction groove ( 41 ) and the suction hole ( 42 ) in the housing ( 10 ) in the inwandigen circumferential surface of the housing wall ( 23 ) in the suction area ( 37 ) is arranged and the pressure groove ( 39 ) and the pressure outlet ( 40 ) in the housing ( 10 ) in the inwandigen circumferential surface of the housing wall ( 23 ) in the pressure range ( 36 ) is arranged.

Controllable vane compressor according to claim 1, characterized in that a number of radial blind bores ( 26 ) according to the number of wings ( 20 ) on the circumference of the rotor ( 15 ) are distributed evenly and by far ( 51 ) right side to the axis of rotation ( 14 ) in the direction of rotation ( 28 ) and with compression springs ( 27 ) are equipped.

Controllable vane compressor according to claim 1, characterized in that with predetermined minimum spring pressure, the arcuate inner arc ( 29 ) the wing ( 20 ) must be sufficiently charged and active in order, even at standstill or when starting the compressor, the wing outer surfaces ( 35 ) constantly in sliding linear orientation ( 22 ) on the circular inwandigen housing wall ( 23 ) of the housing ( 10 ) to keep sealing.

Controllable vane compressor according to claim 1, characterized in that in the two-sided annular grooves ( 31 ) on the plan sides of the rotor ( 15 ) lateral sliding rings ( 32 ) are used, which with axial spring force of internally inserted Ringaxialfedern or O-rings ( 33 ) the end faces of the sliding rings ( 32 ) constantly against the inner housing end walls ( 12 . 13 ) with the rotor ( 15 ) in the direction of rotation ( 28 ) are circumferentially slidably and sealingly counter-hold and with circular section-like recesses ( 34 ) on the outer circumference in number of wings ( 20 ) are configured, while the hinge pin ( 21 ) as a driver, to delineate the respective chambers ( 17 ) and prevent leakage radially inward.

Controllable vane compressor according to claim 1, characterized in that at bottom dead center ( 24 ) on the inwalled housing wall ( 23 ) in interaction with the pressure groove ( 39 ) and the suction groove ( 41 ) in the direction of rotation ( 28 ) the linear sliding arcuate wing outer surfaces ( 35 ) the pressure range ( 36 ) from the suction area ( 37 ).

Controllable vane compressor according to claim 1, characterized in that in a third embodiment at the flat end of the arcuate wings ( 20 ) cylindrical roller bearings ( 43 ), which with their peripheral bearing surfaces ( 45 ) of the cylindrical roller bearing ( 43 ) at least at the same height or only minimally outside the wing outer surface ( 35 ) the wing ( 20 ) and emphasize.

Variable vane compressor according to claim 1, characterized in that the wings ( 20 ) in the joint bores ( 18 ) with their hinge pins ( 21 ) in the axial direction einpendelnd self-centering sliding friction distributed on both sides, if in the operating state of the controllable vane compressor the wing side surfaces ( 47 ) sliding circumferential gas-tight Abdichtspalte and chambers ( 17 ) to the circular inwandigen housing wall ( 23 ) and to the housing end walls ( 12 . 13 ) and the rotor ( 15 ) non-rotatably positive locking ( 16 ), but axially on the drive shaft ( 11 ) is slidably mounted, in the operating state with the outer side surfaces of the sliding rings ( 32 ) slidingly sealing on the lateral housing end walls ( 12 . 13 ) and the rotor ( 15 ) with non-contact columns ( 48 ) centered axially to the two rotor plan surfaces.

Controllable vane compressor according to claim 1, characterized in that according to a second embodiment, in the wing side surfaces ( 47 ) incorporated grooves with flat springs or finite O-ring cords are equipped and the inserted therein sealing strips ( 52 ) act on the inside with axial spring pressure and thereby an additionally improved sliding circumferential sealing of the wing side surfaces ( 47 ) to the housing end walls ( 12 . 13 ).

Controllable vane compressor according to claim 1-9, characterized in that the controllable vane compressor is used both as a vacuum pump, feed pump or with specific changes in the opposite direction of rotation as a volumeter, pneumatic or hydraulic motor.