DE2223087C2

DE2223087C2 - Flügelzellenverdichter

Info

Publication number: DE2223087C2
Application number: DE2223087A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dipl.-Ing. Adalbert; Jürgen 7145 Markgröningen Hess; Ernst Dipl.-Ing. 7130 Mühlacker Linder
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1972-05-12
Filing date: 1972-05-12
Publication date: 1985-06-05
Also published as: JPS4949206A; JPS5736433B2; IT972608B; US3834846A; DE2223087A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Flügelzellenverdichter mit in Schlitzen eines mit der Antriebswelle fest verbundenen, einseitig in einer Lagerung an der zylindrischen Innenwand eines rohrförmigen Haltekörpers des Gehäuses gelagerten Rotors beweglichen Flügeln, die einzelne Förderzellen in dem zwischen Rotormantelfläche und Innenwand einer den Rotor aufnehmenden Gehäuseausnehmung gebildeten Arbeitsraum abteilen. Ein Verdichter dieser Art ist aus der FR-PS 12 89 301 bekannt.

Aus der US-PS 20 46 873 ist eine Flügelzellenmaschine bekannt, deren Rotor in einer Gehäuseausnehmung fliegend, d. h. einseitig gelagert ist. Diese als Pumpe eingesetzte Maschine zeichnet sich durch ihren unkomplizierten Aufbau aus. Sie hat einen verhältnismäßig großen, massiv ausgeführten Rotor, in dessen kreuzweise angeordneten Schlitzen zwei die Innenwand der den Rotor aufnehmenden Gehäuseaufnehmung jeweils mit beiden Enden berührenden Flügel dicht und gleitend geführt sind. Allerdings bedingt die einseitige Lagerung des Rotors ein verhältnismäßig lang ausgeführtes Lager, wodurch die gesamte Maschine doch verhältnismäßig groß baut.

Diese Maschine, die als Pumpe, an die geringere Anforderungen an Dichtheit gestellt werden, zufriedenstellend arbeiten mag, läßt sich dennoch als Verdichter nur unter Inkaufnahme von großen Nachteilen einsetzen. Bei einem Flügelzellenkompressor müssen die Spiele zwischen dem Rotor und der Innenwand der den Rotor aufnehmenden Gehäuseausnehmung sehr genau eingehalten werden. Auch im Betrieb des Verdichters dürfen die einmal eingestellten Spiele — soll nicht der Liefergrad des Verdichters in unzulässiger Weise abnehmen — sich nicht verändern. Dies ist aber bei der bekannten Maschine nicht gewährleistet. Einerseits ist durch die einflutige Ausführung der Maschine stets eine aus dem Förderraum herrührende einseitige Lagerbelastung gegeben. Andererseits werden sich negative Auswirkungen der insbesondere bei den höheren Yerdichterarehzahlen auftretenden Massenkräfte des recht schwer ausgeführten Roboters nicht verhindern lassen. Dies gilt insbesondere dann, wenn ein solcher Flügelzellenverdichter in einem Kraftfahrzeug eingesetzt werden soll Wie sich in Versuchen gezeigt hat, wird die bekannte fliegende Lagerung die durch die beim Fahren des

ίο Kraftfahrzeuges, wobei Schwingbeschleunigungen bis zu 40 g auftreten, entstehenden Massenkräfte kaum zufriedenstellend aufnehmen können. '

Durch die US-PS 34 34 655 ist ein Flügelzellenkompressor bekanntgeworden, dessen Rotor fest mit einer Welle verbunden ist, die — wie aus der Zeichnung zu dieser US-PS erkennbar — über ihre gesamte Länge gelagert ist, was in der Praxis kaum durchführbar ist Entweder muß nämlich, um gute Dichtverhältnisse zu erzielen, ein übermäßiger Fertigungsaufwand getrieben werden, oder aber werden nur unzureichende Abdichtungsergebnisse erzielt

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, einen Flügelzellenverdichter der eingangs erwähnten Art zu schaffen, der sich wirtschaftlich herstellen läßt dabei aber dennoch — auch wenn er starken äußeren Beschleunigungen unterworfen ist — sich durch eine große Widerstandsfähigkeit und lange Lebensdauer auszeichnet

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Schlitze im Rotor etwa radial verlaufen und daß die Lagerung im sich in die Gehäuseausnehmung hinein erstreckenden Haltekörper derart aus zwei Lagern besteht, daß der Schwerpunkt des glockenartig über den Haltekörper greifenden Rotors zwischen den Lagern liegt

Das hat den Vorteil, daß durch die zumindest annähernd radial verlaufende Verschieberichtung für die beweglichen Flügel die auf das Lager des Rotors einwirkenden Seitenkräfte gering sind, die auftreten, wenn der Flügelzellenverdichter starken äußeren Beschleunigungen unterworfen wird. Das Lager selbst kann somit umso leichter und damit kostengünstiger gebaut werden, je mehr die Schlitze im Rotor etwa radial verlaufen. Außerdem hat die erfindungsgemäße Anordnung den Vorteil, daß der Rotor einseitig gelagert ist, aber dennoch zwei im Abstand voneinander angeordnete Lagerstellen aufweist. Durch die einseitige Lagerung wird einerseits eine gute und leicht durchzuführende Einstellbarkeit der erwähnten Spalte zwischen Rotor und Innenwand der den Rotor aufnehmenden Gehäuseausnehmung erreicht, andererseits ergibt sich aber dennoch eine Lagerung, die auch erhöhten Belastungen gut standhalten kann.

Besonders vorteilhaft ist es auch, daß der Lagerzapfen an einer Seitenwand angeordnet ist, welche die Gehäuseausnehmung in axialer Richtung begrenzt und daß diese Seitenwand gegenüber dem die Gehäuseausnehmung enthaltenden Gehäuseteil um einen Stift verdrehbar ist.
Weitere vorteilhafte Ausbildungen des Gegenstandes der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen.

Ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Diese zeigt in

F i g. 1 einen Längsschnitt durch einen Flügelzellenverdichter und in

F i g. 2 einen Querschnitt durch den Flügelzellenverdichter gemäß F i g. 1.

Das Gehäuse des dargestellten Flügelzellenverdichters besteht im wesentlichen aus fünf Teilen: einem Ge-

häusemittelteil 1, einem vorderen Seitendeckel 2, einem vorderen Außendeckel 3, einem hinteren Seitendeckel 4 und einem hinteren Außendeckel 5. Das Gehäusemittelteil 1 ist doppelwandig ausgebildet wobei die Außenwand und die Innenwand 6 derart durch Rippen verbunden sind, daß zwischen Innen- und Außenwand einzelne Kammern gebildet werden. Die Innenwand 6 des Gehäusemittelteils 1 begrenzt eine Gehäuseausnehmung 7, deren zylindrische Innenfläche eine Ellipse zur Leitkurve hat In der Gehäuseausnehmung 7 ist ein Rotor 8 angeordnet dessen Durchmesser bis auf ein geringes Laufspiel der Länge der kleineren Achse der erwähnten Ellipse entspricht Es werden zwischen der Mantelfläche des Rotors 8 und der zylindrischen Innenfläche der Gehäuseausnehmung 7 zwe^: etwa sichelförmige Arbeitsräume gebildet

Der aus Gewichtsgründen als Hohlzylinder ausgeführte Rotor 8 hat mehrere etwa radial verlaufende Schütze 9, die in rippenförmigen Fortsätzen 10 im !nnern des Rotors angeordnet sind. In den Schlitzen 9 sind Flügel Ii dicht und gleitend geführt In seinem rechten, etwa ein Viertel seiner Gesamtlänge ausmachenden Endbereich 12 hat der Rotor 8 eine Nabe, in der er fest mit einer Welle 13 verbunden ist Der links von der Nabe gelegene Teil des Rotors 8 greift glockenartig über einen rohrförmig ausgebildeten Lagerzapfen 14, der im vorderen Seitendeckel 2 angeordnet, sich in die Gehäuseausnehmung 7 hinein erstreckt Die Welle 13, die sich mit ihrem freien Ende aus dem Gehäuse des Flügelzellenverdichters nach außen erstreckt, ist in zwei Gleitlagern 15, 16, welche an der zylindrischen Innenwand der Bohrung des Lagerzapfens 14 angeordnet sind, gelagert.

Mit ihren Außenkanten liegen die Flügel 11 an der zylindrischen Innenfläche der Gehäuseausnehmung 7 an und teilen den Arbeitsraum so in einzelne Zellen auf. Jeder der beiden sichelförmigen Arbeitsräume hat einen Saug- bzw. Niederdruckbereich und einen Hochdruckbereich. Der Saugbereich ist über einen Einlaß 17 mit einer zwischen e'en Innenwand 6 und der Außenwand des Gehäusemittelteils 1 gebildeten Saugkammer 18 verbunden. Der Hochdruckbereich eines jeden Arbeitsraumes weist einen Auslaß 19 auf, der über Zungenventile 20 mit einer gleichfalls zwischen der Innen- und der Außenwand des Gehäusemittelteils 1 gebildeten Druckkammer verbunden ist.

Auf der rechten Seite schließt sich an day Gehäusemittelteil 1 der hintere Seitendeckel 4 an, der eine die Gehäuseausnehmung 7 in axialer Richtung begrenzende Seitenwand bildet. Über einen im hinteren Außendeckel 5 gebildeten Ringkanal 22 sind die Druckkammern 21 im Gehäusemittelteil 1 mit dem Ablauf 23 des Verdichters verbunden. Auf der linken Seite schließt sich an den Gehäusemittelteil 1 der vordere Seitendekkel 2 an; er bildet die linke Seitenwand der Gehäuscausnehmung 7. Im oberen Bereich des Gehäusemittelteils 1 ist in einer Bohrung ein Paßstift 24 angeordnet, der in eine entsprechende Bohrung des vorderen Seitendekkels 2 sich erstreckt. Der vordere Seitendeckel 2 ist um diesen Paßstift 24 gegenüber dem Gehäusemittelteil 1 verdrehbar. Dies ermöglicht ein leichtes Einstellen des Mantelspiels zwischen Rotormantelfläche und zylindrischer Innenwand der im Gehäusemittelteil 1 angeordneten Gehäuseausnehmung 7.

Über einen im vorderen Außendeckel 3, der auf der es Außenseite des vorderen Seitendeckels 2 angeordnet ist, befindlichen Ringkanal 25 und entsprechende Diirchbrüche im vorderen Ssitendeckel 2 sind die Saugkammern 18 im Gehäusemittelteil mit einem am vorderen Außendeckel angeordneten Auslaß 26 des Flügelzellenverdichters verbunden. Die Bohrung im vorderen Außendeckel 3, durch die die Welle 13 des Flügelzellenverdichters nach außen geführt ist, ist mittels einer Axialdichtung 27 nach außen abgedichtet

Die genannten fünf Gehäuseteile 1—5 sind mittels mehrerer am Umfang angeordneter Bolzen 28 miteinander zu einem Gehäuse verschraubt

Bei Drehung des Rotors 8 bewegen sich die Flügel 11 entlang der zylindrischen Innenfläche der Gehäuseausnehmung 7 des Verdichters. Dabei erneuern zieh die zwischen jeweils zwei Flügeln abgegrenzten Zellen und saugen das zu verdichtende Mittel über den Einlaß 17 nach. Beim weiteren Umlauf verkleinern sich die Zellen wieder, so daß das verdichtete Medium über die auf dem Auslaß 19 angeordneten Zungenventile wieder ausgeschoben wird.

Durch die gewählte zweiflutige Bauart des Verdichters ist der Rotor 8 völlig von Gaskräften entlastet, wodurch die einseitige Lagerung des Rotors ermöglicht wurde. Diese wiederum gestattet ein leichtes Einstellen des Mantelspieles, welches zwischen der Rotoraußenfläche und der zylindrischen Innenfläche der Gehäuseausnehmung des Verdichters bestehen muß. Besonders vorteilhaft für die Belastung der Lager 15, 16 ist es, wenn der Schwerpunkt des Rotors 8 zwischen diesen beiden Lagern liegt

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Flügelzellenverdichter mit in Schlitzen eines mit der Antriebswelle fest verbundenen, einseitig in einer Lagerung an der zylindrischen Innenwand eines rohrförmigen Haitekörpers des Gehäuses gelagerten Rotors beweglichen Flügeln, die einzelne Förderzeilen in dem zwischen Rotormantelfläche und Innenwand einer den Rotor aufnehmenden Gehäuseausnehmung gebildeten Arbeitsraum abteilen, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze (9) im Rotor (8) etwa radial verlaufen und daß die Lagerung im sich in die Gehäuseausnehmung (7) hinein erstreckenden Haltekörper (14) derart aus zwei Lagern (15, 16) besteht, daß der Schwerpunkt des glockenartig über den Haltekörper greifenden Rotors (8) zwischen den Lagern (15,16) liegt

2. Flügelzellenverdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagerzapfen (14) an einer Seitenwand (2, 4) angeordnet ist, welche die Gehäuseausnehmung (7) in axialer Richtung begrenzt.

3. Flügelzellenverdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwand (2,4), die den Lagerzapfen (14) trägt, gegenüber dem die Gehäuseausnehmung (7) enthaltenden Gehäuseteil (1) um einen Paßstift (24) verdrehbar ist.