DE19849234A1 - Drehkolbenverdichter in Hypotrochoidenbauweise - Google Patents

Abstract

Bei einem Drehkolbenverdichter in Hypotrochoidenbauweise ist eine stationäre Hohlachse (3) vorgesehen, auf der ein Außenläufer (10) mit Innenverzahnung mittels Seitenscheiben (13, 14) gelagert ist. Die Hohlachse (3) dient als Ansaugkammer (4), die mittels radialen Einlaßöffnungen eines außenverzahnten Innenläufers (8) in Verbindung steht. Der Außenläufer (10) ist mit Rückschlagventilen (19, 20) aufweisenden Auslaßöffnungen (18) versehen, die in ein Außengehäuse (1) münden, das mit einem Druckstutzen (26) versehen ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Drehkolbenverdichter in Hypotro­ choidenbauweise mit einem auf einem stationären Exzenter ge­ lagerten, außenverzahnten Innenläufer und mit einem drehbar gelagerten, innenverzahnten Außenläufer, der mit einem ihn umgebenden Rotor eines Elektromotors drehfest verbunden ist, der mit einem Stator des Elektromotors umgeben ist, der in einem Außengehäuse angeordnet ist.

Bei einem bekannten Drehkolbenverdichter der eingangs genann­ ten Art (DE-AS 12 28 024) sind der Außenläufer und der Innen­ läufer zwischen zwei seitlichen Gehäusewandungen angeordnet. Der Außenläufer ist drehfest mit dem Rotor eines Elektromo­ tors verbunden. Dieser Rotor ist auf Umfangsflächen der Ge­ häusewandungen gelagert. Exzentrisch zu den Lagerflächen für den Rotor sind die Gehäusewandungen mit einer Steuerbüchse versehen, die eine Laufbüchse trägt, auf welcher der Innen­ läufer gelagert ist, der von dem Außenläufer angetrieben wird. Die beiden Gehäusewandungen sind stirnseitig mit An­ saugschlitzen versehen, die mit einem an das Außengehäuse an­ schließenden Sauganschluß in Verbindung stehen. Der Innenläu­ fer und die Laufbüchse sind mit radialen Bohrungen versehen, durch welche hindurch das komprimierte Gas radial nach innen ausgeschoben wird, wenn die Bohrungen mit einem Steuerschlitz der Steuerbüchse übereinstimmen. Das komprimierte Gas gelangt dann durch die hohle Steuerbüchse zu einem zentrisch zu der Steuerbüchse angeordneten Druckstutzen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen kompakten, einfach aufgebauten und möglichst geringe Herstellungskosten erfordernden Kolbenverdichter der eingangs genannten Art zu schaffen.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß eine Hohlachse vorge­ sehen ist, auf der der Außenläufer mittels Seitenscheiben ge­ lagert ist und die als Ansaugkammer dient, die mittels radia­ len Einlaßöffnungen des Innenläufers mit zwischen Innenläufer und Außenläufer gebildeten Verdrängerzellen in Verbindung steht, und daß der Außenläufer mit Rückschlagventile aufwei­ senden Auslaßöffnungen versehen ist, die in das Außengehäuse münden, das wenigstens an den Außenläufer dichtend anschließt und mit einem Druckstutzen versehen ist.

Der erfindungsgemäße Drehkolbenverdichter, der das Gas in axialer Richtung ansaugt und in radialer Richtung verdichtet, läßt sich in einfacher Weise sehr sicher nach außen abdich­ ten, so daß dieser Drehkolbenverdichter insbesondere zum Ver­ dichten eines gasförmigen Kältemittels von Klimaanlagen ge­ eignet ist. Er ist aus einer relativ kleinen Zahl von Teilen aufgebaut, so daß eine kostengünstige Herstellung möglich ist. Dabei läßt sich eine gleichförmig drehende Maschine schaffen, die völlig ohne Ausgleichsgewichte gebaut werden kann.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung des in der Zeichnung darge­ stellten Ausführungsbeispiels und den Unteransprüchen.

Fig. 1 zeigt einen Radialschnitt durch einen erfindungsge­ mäßen Drehkolbenverdichter und

Fig. 2 einen Axialschnitt entlang der Linie II-II der Fig. 1.

In einem allseitig dicht geschlossenen Gehäuse 1 ist statio­ när der Stator 2 eines Elektromotors angeordnet. Ferner ist in dem Gehäuse 1 eine stationäre Hohlachse 3 angeordnet, die einen Ansaugraum 4 bildet. Der Ansaugraum 4 ist mit einem Sauganschluß 24 des Gehäuses 1 verbunden. Wie aus Fig. 1 zu ersehen ist, ist der Ansaugraum 4 in Umfangsrichtung mittels Einlaßsteuerkanten 5, 6 begrenzt, auf deren Bedeutung noch eingegangen werden wird.

Die Hohlachse 3 ist einteilig mit einem Exzenter 7 ausgebil­ det, auf welchem ein Innenläufer 8 gleitgelagert ist. Der In­ nenläufer 8 ist mit einer Außenverzahnung versehen, deren sechs Ecken 9 mit der Trochoideninnenkontur eines Außenläu­ fers 10 kämmt. Die Trochoideninnenkontur des Außenläufers 10 besitzt sieben Kammerecken 17, so daß ein Übersetzungsver­ hältnis von 7 : 6 erhalten wird. Dies führt zu einer hohen Pulsfrequenz, d. h. sieben Ausschüben pro Umdrehung und somit zu einem gleichmäßigen Förderstrom.

Der Außenläufer 10 ist zwischen zwei Seitenscheiben 13, 14 gehalten, die mittels Wälzlagern 15 drehbar auf der Hohlachse 3 gelagert sind. Die Seitenscheibe 15 ist drehfest mit einem Rotor 11 des Elektromotors verbunden. Hierzu ist der Rotor mit einem radialen Ringflansch versehen, der an der Seiten­ scheibe 13 anliegt. Der Rotor 11 und die Seitenscheiben 13, 14 mit dem dazwischenliegenden Außenläufer 10 sind mittels gemeinsamer Befestigungselemente miteinander verbunden, die bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 und 2 aus einer Mehr­ zahl von axial gerichteten Bolzen besteht. Die Verbindungs­ elemente 12 halten darüber hinaus noch eine sternförmige Ven­ tilplatte 19 und eine ebenfalls sternförmige Hubfängerplatte 20.

Die Ventilplatte 19 und die Hubfängerplatte 20 sind Auslaß­ öffnungen 18 zugeordnet, die sich in dem Bereich der Kam­ merecken 17 mit etwas vorlaufendem Versatz in Umlaufrichtung des Außenläufers befinden.

Wie insbesondere aus Fig. 1 zu ersehen ist, ist der Außenläu­ fer 10 auf seinem Umfang mit rillenförmigen Aussparungen 16 versehen, mit denen Aussparungen der Seitenscheiben 13, 14 und des Ringflansches des Rotors 11 fluchten, so daß der zwi­ schen dem Gehäuse 1 und der Seitenscheibe 14 befindliche Raum mit der gegenüberliegenden Seite des Gehäuses verbunden ist, die mit einem Druckstutzen 26 versehen ist. Zwischen der Sei­ tenscheibe 13 und dem Innenläufer 18 ist ferner eine Dichtung 22 angeordnet.

Das Gehäuse 1 ist auf der Seite des Saugstutzens 24 und des Druckstutzens 26, die vorzugsweise von einem Deckel gebildet wird, auch noch mit einem Anschluß 23 für elektrische Leitun­ gen versehen, der nach Einbringen der elektrischen Leitungen völlig dicht nach außen verschlossen wird.

Der Innenläufer 8 ist im Bereich der tiefsten Stellen seiner Mulden mit radialen Einlaßöffnungen versehen, die mit der Saugkammer 4 der Hohlachse 3 in Verbindung bringbar sind.

Wenn der mittels der Seitenscheiben 13, 14 gelagerte Rotor 11 angetrieben wird, beispielsweise im Uhrzeigersinn, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist, so rotiert auch der Außenläufer 10 in gleichem Drehsinn, da er mit dem Rotor 11 drehfest verbun­ den ist. Der mit einer Innenverzahnung versehene Außenläufer 10 nimmt den mit einer Außenverzahnung versehenen Innenläufer 8 in gleichem Drehsinn mit. Dabei werden die Einlaßöffnungen 21 zu vorgegebenen Drehwinkeln mit der Saugkammer 4 zur Über­ deckung gebracht. Das anzusaugende Gas wird durch den Saug­ stutzen 24 hindurch in die Saugkammer 4 und in die in ihrem Umfang größer werdende Verdrängerzelle 25 angesaugt, sobald eine Einlaßöffnung 21 an der Steuerkante S vorbeigelaufen ist. Wenn diese Einlaßöffnung 21 an der Steuerkante 6 vorbei­ gelaufen ist, und sich die Verdrängerzellen verkleinern, wird das angesaugte Gas komprimiert. Das angesaugte Gas gelangt durch die Auslaßöffnungen 18 der Seitenscheibe 14 in den dem Druckstutzen 6 abgewandten Bereich des Gehäuses 1. Es strömt von dort durch die Aussparungen 16 hindurch zu der mit dem Druckstutzen 26 versehenen Seite des Gehäuses 1. Das in den Aussparungen strömende, komprimierte Gas führt dabei zu einer Motorkühlung. Dabei strömt auch ein Anteil des komprimierten Gases durch den Spalt zwischen Stator 2 und Rotor 11 des Elektromotors, so daß eine sehr wirksame Kühlung erhalten wird.

Der Innenläufer 8 und der Außenläufer 10 sind bevorzugt aus Sinterwerkstoff formgepreßte Teile, insbesondere aus Keramik­ werkstoff.

Claims (8)

1. Drehkolbenverdichter in Hypotrochoidenbauweise mit ei­ nem auf einem stationären Exzenter gelagerten, außenverzahn­ ten Innenläufer und mit einem drehbar gelagerten, innenver­ zahnten Außenläufer, der mit einem ihn umgebenden Rotor eines Elektromotors drehfest verbunden ist, der mit einem Stator des Elektromotors umgeben ist, der in einem Außengehäuse an­ geordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Hohlachse (3) vorgesehen ist, auf der der Außenläufer (10) mittels Seitenscheiben (13, 14) gelagert ist und die als Ansaugkammer (4) dient, die mittels radialen Einlaßöffnungen (21) des Innenläufers (8) mit zwischen dem Innenläufer (8) und dem Außenläufer (10) gebildeten Verdrängerzellen (25) in Verbindung steht, und daß der Außenläufer (10) mit Rück­ schlagventile (19, 20) aufweisenden Auslaßöffnungen (18) ver­ sehen ist, die in das Außengehäuse (1) münden, das wenigstens den Außenläufer (10) dichtend umschließt und mit einem Druck­ stutzen (26) versehen ist.

2. Drehkolbenverdichter nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Außengehäuse (1) den Außenläufer (10) und den Innenläufer (8) sowie den Rotor (11) und den Stator (2) des Elektromotors dichtend umgibt und mit einem an die Hohlachse (3) anschließenden Saugstutzen (24) versehen ist.

3. Drehkolbenverdichter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaßöffnungen (18) in einer Seiten­ scheibe (14) des Außenläufers (10) vorgesehen sind.

4. Drehkolbenverdichter nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Auslaßöffnungen (18) in der Seitenscheibe (14) vorgesehen sind, die dem Druckstutzen (26) abgewandt ist, und daß zwischen dem Außenumfang des Außenläufers (10) und dem Innenumfang des Rotors (11) des Elektromotors axiale Aussparungen (16) vorhanden sind.

5. Drehkolbenverdichter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaßöffnungen (18) im Be­ reich der äußeren Ecken der Innenverzahnung des Außenläufers (10) mit vorlaufendem Versatz in Umlaufrichtung angeordnet sind.

6. Drehkolbenverdichter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlachse (3) mit den Einlaß­ öffnungen (21) zugeordneten Steuerkanten (5, 6) versehen ist.

7. Drehkolbenverdichter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenscheiben (13, 14) un­ tereinander und mit dem Außenläufer (10) mittels gemeinsamer Verbindungselemente (12) verbunden sind.

8. Drehkolbenverdichter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenläufer (10) und/oder der Innenläufer (8) formgepreßte Teile aus Sintermaterial sind.