DE1628214A1

DE1628214A1 - Luftverdichter

Info

Publication number: DE1628214A1
Application number: DE19671628214
Authority: DE
Inventors: Oskar Vielmo
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1967-01-18
Filing date: 1967-01-18
Publication date: 1971-11-25
Also published as: FR1548031A

Description

H.-Nr. 8810 13.1.1967 He/Ke

Anlage zur Patent- und GebrauehsmusterhilfsanmeIdung

ROBERT BOSCH GMBH, Stuttgart W, Breitscheldstraße H-

Luftverdichter

Die Erfindung bezieht sich auf einen Luftverdichtef der Rollkolben- oder Vielzellen-Bauart, insbesondere für Trockenlauf, mit einem umlaufenden ■Verdichter-Gehäuse und einem stillstehenden Schieberträger.

Derartige Luftverdichter sind bekannt, wie zum Beispiel die französische Patentschrift 675 645 zeigt. Bei einer solchen Aus führung macht aber die Abdichtung des Schieberträger-Mantels gegenüber der den Schieberträger aufnehmenden Ausnehmung des

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Robort Bosch GmbH ^r 1- \ R.-Nr* 88lO

Verdichter-Gehäuses immer Schwierigkeiten, weil die Wjrdichtor-Gehäuselagerung den Abnutzungserscheinungen an der Berührungsfläche zwischen Schieberträger und Gehäuse-Ausnehmung nicht nachgeben kann. Die Verdichter werden deshalb nach einiger Zeit undicht und verlieren merklich an Leistung.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Verdichter der genannten Gattung zu schaffen, bei dem die angeführten Dichtprobleme nicht auftreten und der eine einfache Bauart aufweist.

Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß das Verdichter-Gehäuse auf dem Schieberträger in radialer Richtung nachgiebig gelagert und von der auf ihn wirkenden Zentrifugalkraft dicht an den Schieberträger angelegt ist.

Eine besonders vorteilhafte Antriebsmb'glichkeit des vorgesehenen Luftverdichters ergibt sich dadurch, daß der Verdichter mit einer Riemenscheibe zusammengebaut wird und daß ein den Verdichter haltender Tragzapfen einen von einer Bohrung in einem Tragflansch aufgenommenen, exzentrischen Abschnitt hat. An diesem Abschnitt ist zweckmäßigerweise ein Schlitz vorgesehen, mit dem der Tragzapfen gedreht werden kann. Die Exzentrizität des vom Tragflansch aufgenommenen exzentrischen Tragzapfenabschnitts bewirkt dann eine achsparallele Verschiebung der Riemenscheiben-Lagerung, die zum Spannen eines Riementriebs verwendet werden kann.

Die ganze Einrichtung wird deshalb vorzugsweise in den Riementrieb einer Lichtmaschine und/oder eines Kühlwasser-Ventilators eingefügt, um den Riementrieb ohne weiteren Aufwand nachstellbar zu machen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt, und zwar zeigen:

Fig. 1 ein Luftverdichter-Gehäuse und eine Riemenscheibe mit Kupplungs-Verbindung im Schnitt;

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Pig. 2 einen Schnitt_;in 4er Ebene I-L-lf von Flg. 1;

Fig» 3 ein I^tverdlehter-GehSuse mit unmittelbar :■

; daran befestigten? Biemenseheibeim Schnitt;"

Fig., 4 eine ande3Re Ausführung des Luftherdienters;, .

Fig- 5 einen Sennitt; In uer "EbeneV-V in FIg^.'4^

^ih Luftverdlchter 1 ist,an einem frag flansch 2 befestigt,, der in einer. Bohrung 3 einen exzentrischen Abschnitt 4 eines Tragzapfens 5 aufnimnit. An^ einem a-us dem ^ragflansch 2 herausragenden Stück des exzentrischen. MiSjehnitts 4 ist ein Gewinde 6 angebracht, das eine Befestigungsmütter"J tragt, mit der dei⁴ Tragzapfen 5 am TragflansÄ 2 festgeschraubt ist,. Außerdem ist am Absohnitt k- des TragEapfens 5 noch ein Schlitz 8 VOrgesehen, dossen Bedeutung später erläutert wird* Der fragzapfen 5 ist mit einer _;glelchachsigen Bohrung 9 /und mit drei achsparallelen Bohrungen 1*0, l0^:t und IcV" versehen.» von denen die gleiehachsige (9) am linken Ende des Tragzapfens 5 und xäie .achsparalleleh (10,, lO¹, 10^tr) im Be*- releh des Tragflänsches 2 in einen iRadialkänal Il münden^ der durch eine Tragflansehbohrung 12 nach außen geführt ist .-{vgl»a-UQh Fig. 2>. ; ; _ _;

Ein Mittelstück 13 des Tragzapfens 5 nimmt einen Zwischenring 14 und ein Wälzlager 15 auf^ dessen Jnnenring einerseits:vom Zwischenring 14 und andererseits von einem. Bund Ii6 am Tragzapfen 5 gehalten; wird,. Der Außenring des Wälzlagers 15 trägt; eine Riemenscheibe ITj die zum 3}rpajgflp3is:ch 2 him einen :B.eeke3L 1-8 besitzt * der mit einer auf dem Umfang des :Zwis<jhenrings 14 gleitenden Ringdichtung 19 den WälzlagerinnenrÄum tragflansehseitlg Abdichtet. Die rechte Seite der RiemenscheiibelJ ist mit einem Ansatz 20 versehen^ der an eineirr glelehartigeii, seltllcia ram einem ringscheibenförmigen Deckel 22 e^nes $φ$ :Eyllnder ausgebildeten Verdichte rgehäuses 23 angeordneten Ansatz -21 angreSft,. T>as ^yerdich-. tergehäuse 2J wird auf seiner iandefiem Seite -dureh einenzwe^ten 'Deckel 24 abgedeckt, der als !gescjbILQSsene Scheibe s&usgetoildet. ist. Zwischen den beiden Deckeln 22 und 24 liegt ein ;mit diesen fest

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verbundenes Verdichtergehäusetell 25, das innen einen Ringzylin- ι

der 26 aufweist; und das außen mit senkrecht zur Achse des Zy linde rs j

26 stehenden, ringförmigen Kühlrippen 27 versehen ist. Auch die · .!

beiden Deckel 22 und 24 tragen außen je eine mit den Rippen 27 \

gleichartige Ringkühlrippe. Der. Rtngzylinder 26 des Verdichter- ■ "-

gehäuseteils 25 ist mit einer Auskleidung 28 versehen, die aus 1

Kohle besteht. Es kann aber auch ein anderer Stoff mit geringem ?

Reibwiderstand, wie Teflon, oder ein ähnliches Material verwendet !

werden. \

Der rechte Abschnitt 29 des Tragzapfens 5 ist vom Tragzapfen-Mittelstück 13 exzentrisch abgesetzt und ragt durch den Ringdeckel
22 in das Verdichte rgehäuse 23 hinein. Der Tragzapfenabschnitt 29 j hat gegenüber einer zentrischen Deckelbohrung 22" des Deckels 22
ein -verhältnismäßig großes Spiel, das durch einen in die Deckelbohrung 22' eingelegten Dichtring 30 überbrückt wird. Zwischen ; den beiden Deckeln 22 und 24 ist am Abschnitt 29 des Tragzapfens
5 ein Schieberträger 31 befestigt* dessen Breite etwas kleiner ? als der Deckelabstand ist. Das hier ent stehend« Spiel wird durch '^ zwei in die Deckelinnenflächen eingelegte Ringe 32 und 33 über- > brückt, die durch Federn in Achsrichtung des Gehäuses 23 gegen ■ \ den Schieberträger 31 gedrückt sind* /

Wie in der Fig. 2 zu erkennen, ist der Querschnitt·des Schieber- | trägers 31 kreisrund. Der Schieberträger 31 hat einen nicht durch

seine Achse verlaufenden, zum Kreisquerschnitt sehnenartig ange- ^

ordneten Schlitz 34, in den ein Trennschieber 35 eingesetzt ist. |

Der Schlitz 34 1st tiefer als das Maß, um das der Trennschieber [

35 in den Schieberträger 31 hineinragt. Dadurch entsteht Platz . ξ

für eine Feder 36» die den Trennschieber 35 nach außen gegen den )■

Ringzylinder 26 bzw. gegen dessen Auskleidung 28 drückt. Ein /

Druckkanal 37 schneidet den Schlitz 34 hinter dem Trennschieber /

35 und führt vom Außenmantel 38 des Schieberträgers 31 zu der be- V reits genannten, den Tragzapfen 5 von seiner Halterung bis in den

Bereich des Verdichtergehäuses 23 durchdringenden, gleichachsigen 1

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Bohrung 9. Die achsparallelen Bohrungen 1Oy ΙΟ¹.", 10" münden in einen durch eine innere Schieberträger-Ausnehmung 39 gebildeten Raum 4o, ~der über einen etwa radial gerichteten Saugkänai 41 im Sehieberträger 31 in einen zwischen dem Mantel 38 des Schieber- * trägers 31 und dem Ringzylirider 26 gebildeteh, sichelförmigen : Saugraum 42 mündet. Der Druckkanal 37hat eine Verbindung zu einem ebenfalls zwischen dem Mantel 38 und dem Ringzylinder 26 liegenden Drückraum 43 des Verdichters; beide Räume 42 und 43 sind durch den Trennschieber 35einerseits und durch die in Linienberührung am Ringzylinder 26 anliegende" Mantelfläche 38 des Schieberträg.ers andererseits (Anlagestelle 44) voneinander dicht abgetrennt.

Der beschriebene Luftverdichter wirkt wie folgt: Wenn die Riemenscheibe'17 angetrieben wird, nimmt sie über die kuppelnden Ansätze 20 und 21 das Gehäuse 23 des Luftverdichters 1 mit, das sich dann entgegen dem Uhrzeigersinn dreht (vgl. Fig. 2). Dabei gleitet das Gehäuse 23 mit seinem Ringzylinder 26 auf dem Mantel 38 des Schieberträgers 31 entlang, wobei ~f von der in der Fig., 2 dargestellten Lage ausgehend - diet_ Anlägestelle 44 des Zylinders 26 auf dem Schieberträger' 31 ebenfalls entgegen dem Uhrzeigersinn um den Schieberträger 31wandert* Dadurch verkleinert sich der DrUckraum 43>, und der Saugräum 42 vergrößert sich. Wenn die Anlagestelle 44 in den Bereich des Trennschieberschlitzes 34 kommt, ist 4er Trennschieber 35 völlig in den Schieberträger 31 hineingedrückt. Beim Weiterwandern der Anlagestelie 44 drückt die Feder 56 und der von hinten auf den Trennschieber 35 wirkende Arbeitsdruck den Trennschieber 35 wieder weiter aus" seinem Schlitz 34 heraus. Die Feder 36 wird nur bei Arbeitsbeginn des Verdichters benötigt; hat sich erst einmal Druck in dem Druckkanäl 9/37 aufgebaut, ist sie entbehrlich. ^ ; ν .

Aufgrund des verhältnismäßig großen Spiels zwischen dem Außendurchmesser des Tragzapfenäbschnitts 29 und der Bohrung 22' im Deckel 22 und aufgrund der durch die von der Riemenscheibe 17 über die Ansätze 20 und 21 bewirkten Drehung des.Verdichtergehäuses

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wirken an dem Verdichtergehäuse 23 Zentrifugall-rrafte, die den Innenzylinder Von selbst dicht und fest gegen die Mantelfläche des Sohieberträgers drücken. Dabei müssen die Zentrifugalkräfte immer größer sein als die Drücke im Druckraum ^3V damit sich 'tor Innenzylinder nicht von der Mantelfläche den SchiebertrKge.rs abhebt. Versuche haben aber ergeben, daß diose Bedingung bereits bei einer geringen Masse des Verdichter-Zylindors und auch bei einer verhältnismäßig kleinen Exzentrizität des Tragzapfenabschnittes 29 der Fall ist. Diese Art der Abdichtung hat darUberhinaus den Vorteil, daß sie sich immer selbsttätig nachstellt.

Ein weiterer Vorteil des vorgeschlagenen Verdichters liegt darin, daß seine Riemenseheibe 17 in jeden beliebigen Riementrieb'eingefügt werden und dort als dritte Scheibe mitlaufen kann. Dabei übernimmt die Riemenscheibe die Aufgabe 'des Nächstellens des Riementriebs, wenn sich der Treibriemen durch den Betrieb gedehnt hat. Das Riemennachstellen wird durch eine Veränderung der Lage der /¹ChSe der Riemenscheibe I7 erreicht. Zu diesem Zweck ist die Mutter 7 zu lösen und der Tragzapfen 5 durch Einstecken eines beliebigen Werkzeugs, z.B. eines Schraubenziehers, in seiner Lagerbohrung 3 zu drehen. Durch die Exzentrizität des Tragzapfenendes k wird die Riemenscheibe 17 achsparallel verstellt.

In der Fig. J> ist. eine andere Verdichter-Ausführung dargestellt. Der Tragflansch 2, der Lagerzapfen 5 und die Mehrzahl der anderen Teile des dargestellten Verdichters 5I entsprechen den in den Fig. 1 und 2 dargestellten Teilen und tragen die gleichen Bezugszahlen. In Abwandlung des in den Fig. 1 und 2 gezeigten Verdichters 1 ist jedoch zur Lagerung einer Riemenscheibe 52 ein Kugellager 53 verwendet. Die Riemenscheibe 52 ist mit dem linken Deckel eines Verdichtergehäuses 5^ einstückig hergestellt, d.h. die bei der Aus- . führung nach der Fig. 1 verwendeten kuppelnden Ansätze 20 und Pl sind hier weggelassen. Außerdem fehlt auch die in Fig. 1 die Bezugs zahl 30 tragende Dichtung, deren /ufgabe von der Lagerdichtung 19 mit übernommen wird.

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Die Wirkungsweise des Verdichters 51 entspricht Im wesentlichen der des Verdichters 1» Das Schwenkspiel des Kugellagers 53 ermöglicht, daß sich das Gehäuse 54 des Verdichters 5I auf den Sahiehevträßör Jl äieht auflegtiVi&tai auch die.Riemenseheibe mit dem Verdichtergehättse 5^ iesfr verbunden ist.

Die Flg. t "und 5 zeigen eineii.weiteren Verdichter 61, der durch die^ Verwendimg eines Kugellagers und einer festeh Verbindung zwischen Riemenscheibe und Verdichtergehäuse äiinllch aufgebaut ist wie der Verdichter 51 nach der Fig. 3. Bei der Ausführung nach der Pig. If".ist ,fedoch ein Schieberträger 62 nicht exzentrisch, sondern gleichachsig zu einem Träggapfen 63 anjieordnet« Λύββrdem stützt sich ein topfformig ausgebildetes Gehäuse 64 des Verdichters 61 über einen Inneren Läufer 6%-uer ebenfalls topffb'rmig ausgebildet ist, auf dem Schiebertrager ab, wobei ein Tdpfrand des Läufers 65 an einer RiemenscheibeA S¹J befestigt ist> und; ein geschlossener Topfboden 68 des Läufers 65 ^an seiner Außenseite außerdem ein-Kugellager 69 aufnimmt, dessen Innenring auT einem exzentrischen Zapfen 70 läuft, der an eineni -Bodenteil TI des zum Laufsr 65 gleichgerichtöten Topfgehäuses 64 angebrächt 1st. Das Topf^gehäuse^^ 64 hat mehrere nach außen führende löcher 72»

Wie in der Fig. 5 zu ertcennen, ist ein Trennschieber 73"so in den Schieberträger 62 eingesetzt, daß seine Achse in einer diametralen Ebene des ,Trägers 62 liegt. Ein Saugkanal 74 "und ein Druekkanal 75 sind annähernd symmetrisch neben dem Trennschieber angeordnet und münden lh einen Bruekraum 76 und einen Saug raum 77. Druck- und iläugkanal sind länjgs durch den Tragzapfen 63 hindurGhge'fübrt; der Saugkanal führt zu einem Radialanschluß 78 und der Druckkanal zu einem Axialanschluß 79 des Verdichters 61.. Ein zwischen den beiaen Gehäusen 64 und 65 gebildeter Außenluftraum 80 steht über die Löcher 72 mit der Außenluft in Verbindung.

Bei den] beschriebenen Verdichter ist dir innere Läufer 65 das eIgontliehe Verdichter-Gehäuse. Der in den. Scliieberträger/ 62 ein-

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gesetzte Trennschieber 73 muß den inneren Läufer 65 am Umfang und an der Seitenwand abdichten. Der innere Läufer 65 rollt bei dieser Bauart - von Zentrifugalkräften nach außen gezogen - auf dem Schieberträger 62 ab. Ein Gleiten tritt nur in ganz geringem Umfang auf, bedingt durch die Mitnahmewirkung des Kugellagers. Die Bauart arbeitet deshalb ^Jbe sonde rs verschletßfrei. Der Außenluftraum 80 dient als Kühlraum.

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Claims

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tuttgart ·■■. γ ν V-,.:-- -^ IJ. 1.1967 l\e

Ansprüche V - ^:

J .j Luftverdichter der Rio 1 !kolben-oder Vieizelien-Bauart, insbesondere für Trockenläüf, mit einem umlaufenden.,Verdichter-. Gehäuse und einemStillstehenden Schieberträger> dadurch gekennzeichnet, daß das Verdichter-Gehäuse (23j 5^* 64/65) auf ~ dem Schieberträgerν (31, 62) in radialerRichtung nachgiebig gelagert und von der auf ihn.wirkenden^Zentrifugalkraft dicht ' an den Schieberträger (31* 62) angelegt ist. " ',.. ■
2. Luft verdichter mit-.Antrieb;; durch eine Riemenscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die^^Riemenscheibe (17) mittels eines Wälzlagers (15> 53) auf einem Tragzapfen (5, 63) für den Schieberträger (Jl, 62) gelagert'und mit dem V'irdichtergehäuse (23, 54, 64/65) in Drehrichtüng verbunden ' ist, ■.■"'-'.■..- . _." . ;' ^: ' ^: ■:-,- V. V. "■'■■ V
J. Iuftverdichter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Wälzlager (15) als Rollenlager ausgebildet ist, und daß die Riemenscheibe (17) mit dem Verdichter-Gehäuse (23) durch eine radiale Bewegungen des Verdichter-Gehäuses (23) zulassende Kupplung (20, 21) gekuppelt ist. _;
4. Luftverdichter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Wälzlager (53) als eine Kippbewegung zulassendes Kugellager ausgebildet ist/ und daß die Riemenscheibe (52, 67) mit dem Luftverdichter-Gehäuse (54> 64/65) fest verTöundenjist.

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5. Luftverdichtor nach Anspruch ¹Y, dadurch gekennzeichnet, daß das umlaufende Verdichter-Gehäuse (64/65) zweiteilig Ist -md einen inneren Läufer (65) besitzt, der mit dem Schieberträger (6?.) zusammenarbeitet, sowie ein äußeres Gehäuseteil (64), an dem der innere Läufer (65) drehbar exzentrisch gelagert ist, insbesondere mit einem Wälzlager (69).
6. lauftverdichter nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragzapfen (5* 63). einen von einer Bohrung (3) in einem Trag flansch (2) aufgenommenen exzentrischen Atischnitt (4) hat, der zum Verändern der Lage eines dfte- Riemenscheibe (17.^67) aufnehmenden Tragzapfen-Mittelstüeks (13) in seiner Bohrung (3) über einen Schlitz verstellbar ist.
7. Luftverdichter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Riemenscheibe (17, Sj) eine Riemenspannsclieibe eines Riementriebs, insbesondere des Lichtmaschinen-Riementriebs eines Kraftfahrzeugs, ist. /^

BAD ORIGINAL

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