DE2403011A1

DE2403011A1 - Rotary vane compressor or pump - pivot vanes on shaft having a swivel guide system

Info

Publication number: DE2403011A1
Application number: DE2403011A
Authority: DE
Inventors: Werner Ritter
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1974-01-23
Filing date: 1974-01-23
Publication date: 1975-07-31

Abstract

Compressor or pump has a rotor with an eccenter bearing inside a housing and vanes separating chambers of changeable size from each other. The wings are fitted on a shaft and can swivel with it. The shafts are arranged together with the rotor so that they can twin together in the edge area. The vanes and their shafts also have a swivel guide system located outside the compression space for the purpose of swivelling the shafts. The vanes are inclined against the rotor radius even within the areas of the greatest chamber volume.

Description

Flügelzellenmaschine Die Erfindung betrifft eine Flügelzellenmaschine, insbesondere einen Flügelzellenverdichter bzw. eine Flügelpellenpumpe, mit einem in einem Gehäuse exzentrisch angeordneten Rotor und Flügeln, die Kammern veränderlicher Größe voneinander trennen. Vane machine The invention relates to a vane machine, in particular a vane compressor or a vane pump, with a Eccentrically arranged rotor and vanes in a housing, the chambers more variable Separate size from each other.

Derartige Flügelzellen-Arbeitsmaschinen haben üblicherweise radial zum Rotor angeordnete Flügel, die in Schlitzen des Rotors verschiebbar angeordnet sind und so die einzelnen Kammern gegeneinander abgrenzen. Sie haben gegenüber Strömungsarbeitsmaschinen den Vorteil der besseren Wirkungsgrade, insbesondere bei kleinen Fördermengen und höheren Drücken und sind gegenüber Kolbenarbeitsmaschinen einfacher auf gebaut. Sie werden daher als Verdichter und Pumpen, insbesondere in Hydraulik oder Pneumatiksystemen, häufig eingesetzt.Such vane cell working machines usually have radial vanes arranged to the rotor, which are arranged displaceably in slots of the rotor and thus delimit the individual chambers from one another. You have compared to fluid flow machines the advantage of better efficiency, especially with small flow rates and higher pressures and are built to simplify compared to piston working machines. They are therefore used as compressors and pumps, especially in hydraulic or pneumatic systems, frequently used.

Bei der Konstruktion und im Betrieb machen jedoch einige grundsätzliche Nachteile der Flügelzellenverdichter Schwierigkeiten. Dies ist einerseits die Fliehkraft, die bei höheren Drehzahlen die Flügel nach außen treibt und ihren Andruck an der Innenfläche des Gehäuses so groß werden läßt, daß Verschleiß und Reibung unzulässig groß werden.In terms of construction and operation, however, a few make basic principles Disadvantages of the vane compressor difficulties. On the one hand, this is the centrifugal force, which drives the wings outward at higher speeds and puts their pressure on the The inner surface of the housing can be so large that wear and friction are inadmissible grow up.

Andererseits ist eine Neigung zum Verkanten der in den Schlitzen des Rotors verschiebbar geführten Flügel vorhanden, die insbesonders im Verdichtungsbereich vorhanden ist, wo Reibung und Druck des Mediums in die gleiche Richtung wirken und den Flügel in dem Schlitz zu verkanten sucht.On the other hand, there is a tendency to tilt the in the slots of the Rotors displaceably guided blades available, especially in the compression area exists where the friction and pressure of the medium act in the same direction and seeks to tilt the wing in the slot.

Die Flügel brauchen daher eine sehr intensive Schmierung, was wiederum für Verdichter wegen des hohen Ölanteils der geförderten Luft ungünstig ist und den Einsatz der Pumpe bei schlecht schmierenden flüssigen Medien unmöglich machen kann.The wings therefore need very intensive lubrication, which in turn is unfavorable for compressors because of the high oil content of the conveyed air and make it impossible to use the pump with poorly lubricating liquid media can.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Flügelzellen-Arbeitsmaschine der eingangs erwähnten Art zu schaffen, die mit einem Minimum an Reibung und Dichtungsverschleiß auskommt und auch zum öl armen bzw. öl losen Betrieb geeignet ist.The object of the invention is to provide a vane cell working machine To create the type mentioned at the beginning that with a minimum of friction and seal wear and is also suitable for low-oil or oil-free operation.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Flügel je an einer Welle angeordnet und mit dieser schwenkbar sind, daß die Wellen zusammen mit dem Rotor umlaufend in dessen Randbereich angeordnet sind und eine außerhalb des Verdichtungsraumes liegende Schwenkführung zum Verschwenken der Wellen besitzen.This object is achieved according to the invention in that the wings each arranged on a shaft and pivotable with this that the shafts together are arranged circumferentially with the rotor in its edge area and one outside of the compression chamber have swivel guide for swiveling the shafts.

Damit sind also gleichzeitig die Probleme der starken Anpressung der Flügel an das Gehäuse und ihrer Verkantung im Rotor behoben. Innerhalb des Verdichtungsraumes sind, evtl. außer äußeren Abdichtungen, keine Teile vorhanden, die Reibung oder Verschleiß erzeugen könnten und zu schntieren sind. Die Verschwenkung der Flügel entsprechend der Exzentrizität des Rotors wird vielmehr von einem außerhalb des Verdichtungsraumes liegenden Führungsraum aus besorgt.So at the same time the problems of the strong pressure of the Fixed wings on the housing and their tilt in the rotor. Inside the compression area there are no parts, possibly apart from external seals, that could cause friction or Could cause wear and should be lubricated. The pivoting of the wings according to the Rather, the rotor's eccentricity is determined by a outside of the compression chamber from the control room.

Die Regelung des Verdichters oder der Pumpe kann vorteilhaft, ebenso wie bei den Pumpen nach dem Stand der Technik, durch Veränderung der Exzentrizität zwischen Gehäuse und Rotor geschehen.Regulation of the compressor or the pump can be beneficial as well as with the pumps according to the state of the art, by changing the eccentricity happen between housing and rotor.

Der Schwenkwinkel kann besonders gering gehalten werden, wenn die Flügel auch im Bereich des größten Kammervolumens gegenüber dem Radius des Rotors geneigt sind. Damit werden auch die Massenkräfte der hin- und herschwenkenden Flügel-Wellen kleingehalten. Die Flügel sind vorzugsweise in Drehrichtung nach vorn geneigt.The pivot angle can be kept particularly small if the Wing also in the area of the largest chamber volume compared to the radius of the rotor are inclined. This also reduces the inertial forces of the wing-waves swinging back and forth kept small. The wings are preferably inclined forward in the direction of rotation.

Die Flügel sind an den Wellen im wesentlichen tangential angeordnet. Es ist ferner bevorzugt, daß die Flügel entsprechend der Rotoraußenkrümmung gekrümmt sind. Nach einem weiteren bevorzugten Merkmal ist vorgesehen, daß die Wellen in Bohrungen des Rotors liegen, die parallel zur Rotorachse verlaufen und dessen Außenumfang anschneiden. Es ist zu erkennen, daß alle diese Merkmale dazu beitragen, den von den Flügeln erzeugten Totraum besonders klein zu halten bzw.The blades are arranged essentially tangentially on the shafts. It is also preferred that the blades are curved in accordance with the outer curvature of the rotor are. According to a further preferred feature it is provided that the waves in Bores of the rotor are located, which run parallel to the rotor axis and its outer circumference cut. It can be seen that all of these features contribute to the improvement of to keep the dead space created in the wings particularly small or

ganz zu vermeiden. Dazu trägt auch ein bevorzugtes Auslührungsmerkmal bei, daß der Rotor an seinem Außenumfang Ausnehmungen besitzt, in die sich die Flügel im Bereich des kleinsten Kammervolumens hineinlegen. Es war bereits erwähnt worden, daß die Wellen in zur Rotorachse parallelen Bohrungen liegen können. Es wäre auch denkbar; sie in Bohrungen anzuordnen, deren Achsen zwar auf einer gemeinsamen Kreiszylinderfläche liegen, jedoch schräg zur Achse geneigt sind.to be avoided entirely. A preferred design feature also contributes to this in that the rotor has recesses on its outer circumference into which the blades are located place in the area of the smallest chamber volume. It had already been mentioned that the shafts can lie in bores parallel to the rotor axis. It would also be conceivable; to arrange them in bores whose axes are on a common circular cylinder surface lie, but are inclined at an angle to the axis.

Die Ausführung mit achsparallelen Bohrungen hat jedoch den Vorteil der einfacheren Herstellbarkeit.However, the design with axially parallel holes has the advantage easier manufacturability.

Die bei allen Drehkolbenmaschinen besonders kritis-he Abdichtung der Stirnflächen ist nach der Erfindung bsonders einfach, wenn die Wellen an den Enden der Flügel Eidscheiben tragen. Diese können einfach über ringförnige Berührungs- oder Labyrinthdichtungen abgedichtet werden.The particularly critical sealing of the According to the invention, end faces are particularly simple if the waves are at the ends the wings carry oath discs. These can be easily accessed via ring-shaped touch or labyrinth seals are sealed.

Auch der Motor besitzt vorteilhaft Endscheiben, durch die die Wellen hindurchragen. Die Wellen-Endscheiben können vorteilhaft in den Rotor-Endscheiben aufgenommen sein. Durch die Rotor-Endscheiben wird, ebenso wie bei den Wellen-Endscheiben, die Abdichtung vereinfacht, indem diese eine einfache Ringdichtung sein kann, die auf dem Außenumfang der jeweiligen Endscheibe arbeitet. Diese sind wesentlich einfacher herzustellen und sind zuverlässiger im Betrieb als übliche Stirn-Dichtungen.The motor also advantageously has end plates through which the shafts protrude through. The shaft end disks can advantageously be in the rotor end disks be included. The rotor end disks, as with the shaft end disks, simplifies the seal in that it can be a simple ring seal that works on the outer circumference of the respective end disk. These are much simpler and are more reliable in operation than conventional face seals.

Die Schwenkführung kann aus einer die Wellen bzw. die Wellenenden umgebenden kreisförmige Führungsbahn am Gehäuse und Führungsarmen an den Wellen bestehen. Diese Füirungsarme können mit der Führungsbahn in beliebiger Weise zusammenwirken, beispielsweise kann der Führungsarm unmittelbar auf der geschmierten Führungsbahn laufen, es kennen Führungsrollen an den Führungsarmen vorgesehen seil oder es können auch Gleitschuhe vorgesehen sein, die nicht nur eine Führung nach außen, sondern auch nach innen bswirken. Die Wahl dieser Alternativen hängt jeweils von Verwendungszweck und der übrigen Bauart ab. Ebenso wie bei den Flügelzellenmaschinen mit Schiebern muß auch dafür gesorgt werden, daß beim Anfahren, wenn noch keine Fliehkräfte vorliegen, die Flügel schon in der richtigen Position stehen, falls unter Druck angefahren werden soll. Dazu könnten irgendwelche Federmittel vorgesehen sein, wenn nicht durch die zweiseitige Führung der Führungsschuhe ein Abheben des Führungsarms von der Führungsbahn ohnehin verhindert wird.The swivel guide can consist of one of the shafts or the shaft ends surrounding circular guideway on the housing and guide arms on the shafts exist. These guide arms can interact with the guideway in any way, for example, the guide arm can be placed directly on the lubricated guide track run, it know guide rollers provided on the guide arms rope or it can sliding shoes can also be provided, which not only guide outwards, but also have an inward effect. The choice of these alternatives depends on the intended use and the rest of the design. As is the case with vane machines with slides It must also be ensured that when starting off, if there are no centrifugal forces yet, the sashes are already in the correct position if started under pressure shall be. Any spring means could be provided for this purpose, if not through the two-sided guidance of the guide shoes a lifting of the guide arm from the Guide way is prevented anyway.

Vorzugsweise wird man zum Ausgleich der Fliehkräfte Ausgleichsgewichte an den Wellen anordnen. Dabei wird aber dafür gesorgt, daß zumindest so viel Fliehkraft übrig bleibt, daß ein ordentlicher Andruck der Führungsarme an der Führungsbahn aufrecht erhalten wird.Balancing weights are preferably used to compensate for the centrifugal forces arrange on the shafts. But it is ensured that at least as much centrifugal force what remains is that a proper pressure of the guide arms on the guideway is maintained.

Es ist nach einer abgewandelsten Ausführungsform aucn möglich, die Schwenkführung aus wenigstens einem im Gehäuse exzentrisch zum Rotor umlaufendqp Führungsring und daran angreifenden Führungsaçmen an den Wellen auszubilden. Ein solcher Führungsring könnte in der Führungskammer, beispielsweise auf einem Wälzlager größeren Durchmessers, gelagert sein und würde mit einem Minimum an Schmierung bei geringer Reibung auskommen. Dabei ist es stets zu beachten, daß es nach der Erfindung besonders vorteilhaft ist, daß die ührung der Flügel außerhalb der Arbeitskammern des Verdichters oder der Pumpe stattfindet, Dort kann ohne Schmiermittelverlust oder Verschmutzung ausreichend geschmiert werden und die Temperaturen sind nicht nur konstant, sondern auch niedriger als im Arbeitsraum. Das führt nicht nur dazu, daß die Arbeitsmaschine nach der. Erfindung besonders leise, verschleißarm und mit gutem Wirkungsgrad 1läuft, sondern sorgt auch dafür, daß die geförderten Medien keinerlei Verschmutzung ausgesetzt sind. Fu Verdichter oder Pumpen in der chemischen Industrie oder ig Nahrungsmittelsektor ist dies nicht nur sehr wünschengwext, sondern teilweise notwendige Voraussetzung.According to a modified embodiment, it is also possible that Swivel guide from at least one in the housing eccentric to the rotor circumferential qp Form guide ring and engaging guide arms on the shafts. A Such a guide ring could be in the guide chamber, for example on a roller bearing larger diameter, would be stored and with a minimum of lubrication at get by with low friction. It should always be noted that it is according to the invention It is particularly advantageous that the guide of the wings outside the working chambers of the compressor or the pump takes place, there can be no loss of lubricant or pollution are adequately lubricated and the temperatures are not only constant, but also lower than in the work area. This not only leads to that the working machine after the. Invention particularly quiet, low-wear and with good efficiency 1 runs, but also ensures that the conveyed media are not exposed to any pollution. Fu compressors or pumps in chemical Industry or ig food sector, this is not only very desirable, but partially necessary prerequisite.

Die Flügel können im;Bereich der Arbeitskammern im wesentlichen berührungsfre) am Stator laufen, Man wird ihre Enden zwar mit einem gut schmierenden Lager- oder Dichtungswerkstoff versehen, so daß ein Einlaufen auf einen minimalen Spalt keine Spuren am Gehäuse zurückläßt, durch die exdkte Führung von außen her ist es jedoch möglich, die Flügel fast mit einem Spalt Null zu fahren. Diese Ausführung ist besonders bevorzugt, da sie keinerlei Reibung zwischen den Flügeln und dem Gehäuse hervorruft. Wenn jedoch, beispielsweise wegen wärmebedingter Dimensionsclnderungen beim Betrieb mit unterschiedlichen Temperaturen, die Gefahr der Bildung zu großer Spalte auftritt, kann auch mit Spitzendichtungen gearbeitet werden, die jedoch keine Kräfte mehr aufzunehmen haben, da sie fremdgesteueit sind.The wings can be in the; area of the working chambers essentially contact-free) run on the stator, one will end their ends with a well-lubricating bearing or Sealing material is provided so that there is no running-in to a minimal gap Leaves traces on the case, but it is due to the external guidance possible the wings drive almost with a gap zero. This execution is particularly preferred as there is no friction between the blades and the housing evokes. However, if, for example, due to dimensional changes due to heat when operating at different temperatures, the risk of formation is too great If a gap occurs, tip seals can also be used, but none Have to absorb more forces because they are externally controlled.

Die Abdichtung der Arbeitskammern nach außer bzw. untereinander erfolgt im übrigen vorteilhaft zwischen den Flügelendscheiben, den Rotorendscheiben und dem Gehäuse. Wie bereits erwähnt, ergibt sich dadurch die Möglichkeit, mit radial wirkenden Ringdichtungen zu arbeiten, die weniger kritisch sind als Stirndichtungen.The working chambers are sealed to the outside or to one another otherwise advantageous between the wing end disks, the rotor end disks and the housing. As already mentioned, this makes it possible to use radial working ring seals, which are less critical than face seals.

Die Wellen für die Flügel können vorzugsweise in den Rotor-Endscheiben gelagert sein. Es ist jedoch auch möglich, an die Schwenkführung nach außen angrenzend weitere Scheiben an der Rotorwelle anzuordnen, in denen die Wellen gelagert sind. Dies wird sich insbesondere in Fällen empfehlen, wo man die Rotorlagerung bei sehr heißen Arbeitskammern in einem kühleren Bereich vorzieht. In dem Falle isbdie Welle dann in der Rotor-Endscheibe lediglich abgedichtet, und die Lagerung wird in der Außenendscheibe vorgenommen, während bei der anderen Ausführung Lagerung und Abdichtung in der Rotor-Endscheibe vorgesehen sind.The shafts for the blades can preferably be in the rotor end disks be stored. However, it is also possible to adjoin the swivel guide to the outside to arrange further disks on the rotor shaft, in which the shafts are mounted. This is particularly recommended in cases where the rotor bearings are very tight prefers hot working chambers in a cooler area. In that case the wave is then only sealed in the rotor end disk, and the storage is in the Outer end plate made, while in the other version storage and sealing are provided in the rotor end disk.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung gehen aus der B-eschreibung im Zusmmenhang mit den Zeichnungen hervor.Further advantages and features of the invention emerge from the description in connection with the drawings.

Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher erläutert.Some embodiments of the invention are in the drawings and are explained in more detail below.

Es zeigen Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Ausführungsbeispiel eines Flügelzellenverdichters nach der Erfindung (nach der Linie I-I in Fig. 2), Fig. 2 einen Querschnitt durch den Verdichter nach Fig. 1 (nach der Linie II-II in Fig.1), Fig. 3 eine Detailansicht nach der Linie III-III in Fig. 1, Fig. 4 eine Detailansicht entsprechend Fig. 3 einer Variante und Fig. 5 ein teilweise abgebrochener Längsschnitt entsprechend Fig. 1 einer abgeänderten Ausführungsform.Show it Fig. 1 is a longitudinal section through an embodiment a vane compressor according to the invention (according to the line I-I in Fig. 2), FIG. 2 shows a cross section through the compressor according to FIG. 1 (along the line II-II 1), FIG. 3 shows a detailed view along the line III-III in FIG. 1, FIG. 4 shows a Detailed view corresponding to FIG. 3 of a variant and FIG. 5 a partially broken away Longitudinal section corresponding to FIG. 1 of a modified embodiment.

Der in Fig. 1 bis 3 stark schematisiert dargestellte Flügelzellenverdichter 11 besitzt ein Gehäuse 12, das aus zwei stirnseitigen Deckeln 13 und einem dazwischenliegenden Gehäusehauptteil 14 zusammengesetzt ist. In den Deckeln sind Lager 15 für eine Antriebswelle 16 vorgesehen.The vane compressor shown in a highly schematic manner in FIGS. 1 to 3 11 has a housing 12, which consists of two end caps 13 and one in between Housing main part 14 is assembled. In the covers there are bearings 15 for a drive shaft 16 provided.

Die innere Begrenzung des Gehäusehauptteils 14 wird durch eine kreiszylindrische Laufbahn 17 gebildet, die um einen Betrag e (vgl. Fig. 2) nach oben exzestrisch gegenüber den Deckeln verschoben angeordnet ist. Das Gehäusehauptteil 14 enthält einen AnsdWkanal 18 und einen Austrittskanal 1D, die von äußeren, im einzelnen nicht dargestellten Anschlüssen an die Laufbahn 17 heranführen und diese durchbrechen.The inner boundary of the main housing part 14 is a circular cylindrical Career path 17 is formed, which is ezestrial upwards by an amount e (see FIG. 2) is arranged shifted relative to the lids. The housing main part 14 includes an ansdW channel 18 and an outlet channel 1D, those from the outside, not in detail Connect the connections shown to the track 17 and break through them.

Auf der Antriebswelle 16 ist ein Rotor 20 drehfest angebracht, der im dargestellten Beispiel ein Rotorhauptteil 21 und zwei nach außen daran angrenzende Endscheiben 22 von größerem Durchmesser als das Hauptteil umfaßt. Das Rotorhauptteil 21 hat im wesentlichen die Breite des Gehäusehauptteils 14. Das Rotorhauptteil 21 und die Scheiben 22 sind im wesentlichen kreiszylindrische scheibenförmige Teile, die zentrisch zur Achse 23 der Antriebswelle 16 angeordnet sind. Die Scheiben 22 laufen in entsprechenden Ausnehmungen 24 in den Gehäusedeckel 13, die nach innen zu durch das Gehäusehauptteil 14 begrenzt werden. Ringförmige Dichtungen 24dichten den Aussenumfang der Scheiben 22 ab.On the drive shaft 16, a rotor 20 is rotatably mounted, the In the example shown, a main rotor part 21 and two to the outside adjoining end disks 22 of larger diameter than the main part. The main rotor part 21 has essentially the width of the main housing part 14. The The main rotor part 21 and the disks 22 are essentially circular-cylindrical, disk-shaped Parts which are arranged centrally to the axis 23 of the drive shaft 16. The disks 22 run in corresponding recesses 24 in the housing cover 13, which inward to be limited by the main housing part 14. Annular seals 24 seal the outer circumference of the disks 22.

Im Bereich des Aussenumfanges des Rotorhauptteils 21 besitzt dieser parallel zu der Achse 23 verlaufende Bohrungen 25, die derart angeordnet sind, daß sie zum Außenumfang 26 des Rotorhauptteils 21 hin offen sind. In diesen Bohrungen 25, von denen beim dargestellten Ausführungsbeispiel acht gleichmäßig verteilt am Umfang vorgesehen sind, sind Wellen 27 angeordnet, die sich durch den gesamten Rotor 20 hindurcherstred£nund auf beiden Seiten der Endscheiben 22 noch überstehen. Sie sind im dargestellten Beispiel in den Endscheiben 22 in Lagern 28 gelagert. Die Wellen sind in die Bohrungen 25 entweder dicht passend eingefügt oder mit Dichtungen, die im wesentlichen in Längsrichtung der Wellen verlaufend zw-ischen den Bohrungen und diesen angeordnet sind, abgedichtet. Eine solche Dichtung 29 ist seispielsweise bei der in Fig. 2 obersten Welle angedeutet.In the area of the outer circumference of the main rotor part 21, the latter has Bores 25 which run parallel to the axis 23 and are arranged in such a way that they are open to the outer circumference 26 of the main rotor part 21. In these holes 25, of which in the illustrated embodiment eight evenly distributed on Perimeter are provided, shafts 27 are arranged, which extend through the entire rotor 20 streamed through and still survive on both sides of the end plates 22. she are mounted in the end disks 22 in bearings 28 in the example shown. the Shafts are inserted into the bores 25 either tightly fitting or with seals, which run essentially in the longitudinal direction of the shafts between the bores and these are arranged, sealed. Such a seal 29 is for example indicated in the uppermost wave in FIG.

Im Bereich des Rotorhauptteils 21 besitzt jede Welle einen fest an ihr angebrachten Flügel 30, der vom Außenumfang der Wellen 27 im wesentlichen tangential sich hinwegerstreckt und eine Krümmung hat, die im wesentlichen der krümmung des Außenumfangs 26 des Rotorhauptteils 21 entspricnt. Die Länge der Flügel 30 ist größer als die Exzentrizität e, so daß sie, wie aus Fig. 2 zu erkennen ist, auch in den Bereich des größten Volumens der Arbeitskammern 31 gegenüber dem Radius des Rotors schräg stehen, und zwar in Laufrichtung nach vorn geneigt. Die Arbeitskammern 31 werden in dem mondsichelförmigen Raum, der zwischen Rotorhauptteil 21 und Laufbahn 17 sich ausbildet, durch die Flügel 30 abgeteilt.In the area of the main rotor part 21, each shaft has one fixed on it their attached wing 30, from the outer circumference of the shafts 27 substantially tangential extends away and has a curvature essentially the same as the curvature of the Outer circumference 26 of the main rotor part 21 corresponds. The length of the wings 30 is greater than the eccentricity e such that they, as can be seen from FIG is, also in the area of the largest volume of the working chambers 31 compared to the Radius of the rotor are inclined, namely inclined forward in the direction of travel. the Working chambers 31 are in the crescent-shaped space between the main rotor part 21 and track 17 is formed, separated by the wings 30.

Dazu lauien die Flügel mit ihren Spitzen 32 so dicht wie möglich, jedoch ohne wesentliche Berührung an der Laufbahn 17 des Gehäuses entlang. Es ist bereits bemerkt worden, daß hier auch eine Dichtung vorgesehen sein könnte, falls sich das aufgrund der Gegebenheiten als notwendig herausstellt.To do this, the wings with their tips 32 are lukewarm as close as possible, but without substantial contact along the raceway 17 of the housing. It is already noted that a seal could also be provided here, if this turns out to be necessary due to the circumstances.

An den stirnseitigen Enden der Arbeitskammern schließen die Flügel 30 an Flügel-Endscheiben 33 an, die in entsprechenden kreisförmigen Ausnehmungen 34 der Rotorendscheiben 22 angeordnet sind und jeweils zu beiden Seiten der Flügel 30 mit diesen und den Wellen 27 fest verbunden sind. Am Außenumfang der Flügelendscheiben 33 laufende Ringdichtungen 35 verhindern eine Umströmung der Flügelendscheiben 33 und damit auch eine seitliche Umströmung der Flügel 30.The wings close at the front ends of the working chambers 30 to wing end disks 33, which are in corresponding circular recesses 34 of the rotor end disks 22 are arranged and each on both sides of the wing 30 are firmly connected to these and the shafts 27. On the outer circumference of the wing end disks 33 running ring seals 35 prevent flow around the wing end disks 33 and thus also a lateral flow around the blades 30.

In den Deckel teilen 13 ist außerhalb der Endscheiben 22 jeweils eine Führungskammer 36 ausgebildet. Sie wird an ihrem Umfang durch eine kreiszylindrische Führungsbahn 37 begrenzt, die gegenüber der Achse 23 um den gleichen Exzentrizitätsbetrag e und in die gleiche Richtung versetzt angeordnet ist wie die Laufbahn 17. Mit anderen Worten: die Führungsbahn 37 bildet eine Kreiszylinderfläche um die Mittelachse 38 der Laufbahn 17. Die Führungsbahn 37 bildet zusammen mit Führungsarmen 39 eine Schwenkführung für die Wellen 27 und damit für die Flügel 30. Die Führungsarme 39 sind an den über die Rotorendscheiben 22 nach außen vorstehenden Enden der Wellen 27 zu beiden Seiten angebracht und haben im wesentlichen die gleiche Neigung wie die Flügel 30, d.h.- ihr wirksamer Berührungspunkt 40 an der Führungsbahn 37 ist, von der Achse der Welle 27 aus betrachtet, unter dem gleichen winkel gegenüber dem Radius des Rotors versetzt wie die Spitze 32 des zugehörigen Flügels. Bedingung dafür ist, dafl der Berührungspunkt 40 den gleichen radialen Abstand von der Achse der Welle 27' hat wie die Spitze 32. In Fig. 3 ist die aus Führungsarm und Führungsbahn bestehende Schwenkführung 41 im Detail dargestellt. In diesem Falle gleitet die entsprechend ausgerundetc äußere Fläche des. Führungsarms 39 auf der Führungsbahn 37, dies setzt eine intensive Schmierung voraus, die jedoch außerhalb der Arbeitskammern 31 stattfindet und daher das Fördermedium nicht verschmutzt. An der Welle 27 sind bei der Ausführung nach den Fig. 1 und 3 Gegengewichte 42 angeordnet, die die Fliehkräfte ausgleichen, die in Folge der zu den Wellen 27 nicht rotationsymmetrischen Anordnung der Führungsarme uu Flügel entstehen. Dieser Ausgleich kann vollständig bewirkt werden; es dürfte jedoch zweckmäßig sein, eine gewisse Fliehkraft einwirken zu lassen, um einen guten Kontaktdruck am Berühungspunkt 40 zu erhalten. Man kann dann auf eine Andruckvorrichtung u.U. ganz verzichten, was auch den Vorteil hätte, daß die Pumpe relativ drucklos anläuft und erst in Betrieb kommt, wenn die Fliehkraft dafür sorgt, daß die Flügel nach außen in den Bereich der Laufbahn 17 geschwenkt werden.Share in the lid 13 is outside of the end plates 22 each one Guide chamber 36 is formed. It is on its circumference by a circular cylindrical Guide track 37 limited, which compared to the axis 23 by the same amount of eccentricity e and offset in the same direction as the raceway 17. With others In other words: the guide track 37 forms a circular cylinder surface around the central axis 38 the track 17. The guide track 37, together with guide arms 39, forms a pivoting guide for the shafts 27 and thus for the wings 30. The guide arms 39 are on the over the rotor end disks 22 outwardly protruding ends of the shafts 27 on both sides attached and have substantially the same inclination as the wings 30, i.e.- is their effective point of contact 40 on the guide track 37 from which axis the shaft 27 viewed from, at the same angle to the radius of the Rotor offset like the tip 32 of the associated wing. The condition for this is that the point of contact 40 has the same radial distance from the axis of the shaft 27 ', like the tip, has 32. In FIG. 3 is the one consisting of the guide arm and the guide track Swivel guide 41 shown in detail. In this case, the slides accordingly rounded outer surface of. Guide arm 39 on guide track 37, this sets An intensive lubrication precedes, however, takes place outside the working chambers 31 and therefore the pumped medium is not contaminated. On the shaft 27 are in the execution according to FIGS. 1 and 3 counterweights 42 arranged, which compensate for the centrifugal forces, as a result of the non-rotationally symmetrical arrangement of the guide arms with respect to the shafts 27 wings may arise. This balance can be fully effected; it should however, it can be useful to let a certain centrifugal force act in order to get a good To obtain contact pressure at the point of contact 40. You can then use a pressure device possibly do without it completely, which would also have the advantage that the pump is relatively pressureless starts up and only comes into operation when the centrifugal force ensures that the wings can be pivoted outwards into the region of the track 17.

In Fig. 4 ist eine Variante 41' der Schwenkführung dargestellt. Der Führungsarm 39' trägt dabei einen Gleitschuh 43, der mittels eines Bolzens 44 an dem Führungsarm 39' schwenkbar angebracht ist. Der Führungsschuh 43 läuft in einer Führungsbahn 37t in Form einer Rille. Diese Führung sorgt einerseits dafür, daß die Schwenkbewegung der Wellen 27 in beiden Richtungen formschlüssig gesteuert ist, so daß eine federnde Andrückung nach außen zum Anfahren unnötig ist. Andererseits können die Gleitverhältnisse bei einem solchen Führungsschuh, der keine Kippbewegungen gegenüber der Führungsbahn ausführt, besser sein als im Falle der Fig. 3. Es ist jedoch auch möglich, die Führungsarme mit einer Führungsrolle oder anderen Mitteln zu versehen.In Fig. 4, a variant 41 'of the pivot guide is shown. Of the Guide arm 39 'carries a slide shoe 43 which is attached by means of a bolt 44 the guide arm 39 'is pivotally mounted. The guide shoe 43 runs in a Guide track 37t in the form of a groove. This leadership ensures on the one hand that the pivoting movement of the shafts 27 is positively controlled in both directions, so that a resilient pressure to the outside for starting is unnecessary. on the other hand can the sliding conditions in such a guide shoe that does not tilt compared to the guideway executes, be better than in the case of Fig. 3. It is but also possible the guide arms with a guide roller or to provide other means.

Die Arbeitsweise des Verdichters nach den Fig. 1 bis 3 ist wie folgt: Beim Antrieb der Welle 16 über einen nicht dargestellten Antrieb dreht sich der Rotor zusammen mit den Endscheiben 22 und Wellen 27, Flügeln 30 sowie der Schwenkführung 41 zentrisch um die Achse 23. Wegen der Exzentrizität der Führungsbahn 37 gegenüber der Welle 23 nehmen jedoch die Führungsarme entsprechend ihrer jeweiligen Lage am Umfang des Rotors unterschiedliche Stellungen ein, d.h. der Abstand von den Achsen der Wellen 27 zur Führungsbahn 37 ist je nach ihrer Umfangsposition unterschiedlich. Dadurch bewirken die Führungsarme 39 eine Schwenkung der Wellen 27 und damit der Flügel 30, und zwar in der Weise, daß die Flügelspitzen 32 stets an der Laufbahn 17 entlang laufen. Aus Fig. 2 ist zu erkennen, daß die Verschwenkung bei Drehung des Rotors im Uhrzeigersinn vom unteren Punkt beginnend entgegen dem Uhrzeigersinn derart erfolgt, daß die Flügel 30 nach außen geschwenkt werden. Dabei bilden sich ständig vergrößernde Saugräume. In der in Fig. 2 oberen Stellung hat dann der Flügel seine größte Ausschwenkung erreicht und der nunmehr kleiner werdende Abstand zwischen Wellen 27 und Führungsbahn 37 bewirkt eine Schwenkung der Wellen 27 im Uhrzeigersinn, bis sie sich nach Beendigung der Verdichtung und Ausschieben des verdichteten Mediums durch den Kanal 19 wieder so vollständig wie möglich an den Rotor angelegt haben. Dazu ist aus Fig. 2 noch zu erkennen, daß der Rotor an seinem Außenumfang Ausnehmungen 45 besitzt, die so ausgebildet sind, daß die Flügel 30 sich in der Stellung der kleinsten Arbeitskammer in sie hineinlegen können. Dadurch wird der Totraum minimal gehalten.The operation of the compressor according to FIGS. 1 to 3 is as follows: When the shaft 16 is driven by a drive (not shown), the rotates Rotor together with the end plates 22 and shafts 27, blades 30 and the swivel guide 41 centered about the axis 23. Because of the eccentricity of the guide track 37 opposite the shaft 23, however, take the guide arms according to their respective position on The circumference of the rotor has different positions, i.e. the distance from the axes of the shafts 27 to the guide track 37 is different depending on their circumferential position. As a result, the guide arms 39 cause a pivoting of the shafts 27 and thus the Wing 30, in such a way that the wing tips 32 are always on the track 17 run along. From Fig. 2 it can be seen that the pivoting upon rotation of the rotor clockwise starting from the lower point counterclockwise takes place in such a way that the wings 30 are pivoted outward. In the process, they form constantly enlarging suction spaces. In the upper position in FIG. 2, the wing then has reached its largest swing and the now decreasing distance between Shafts 27 and guide track 37 cause the shafts 27 to pivot clockwise, until they settle down after the compression has ended and the compressed medium has been pushed out through the channel 19 again as completely as possible on the rotor. In addition, it can be seen from Fig. 2 that the rotor has recesses on its outer circumference 45 has, which are designed so that the wings 30 are in the position of can put the smallest working chamber in it. This minimizes the dead space held.

Es sei noch bemerkt, daß die Flügel 30 auch eine Grundneigung in Drehrichtung nach hinten haben könnten, jedoch ist die dargestellte Ausführungsform deswegen bevorzugt, weil die Druckverhältnisse in Richtung auf ein Anlegen der Flügelspitzen an die Laufbahn 17 bewirken. Ebenso könnte, obwohl die größere Länge der Flügel gegenüber der Exzentrizität den notwendigen Schwenkwinkel der Achsen 27 verringert, auch eine Flügellänge in der Größenordnung der Exzentrizität gewählt werden.It should also be noted that the wings 30 also have a basic inclination in the direction of rotation could have to the rear, however, the embodiment shown is because of this preferred because the pressure conditions in the direction of an application of the wing tips to cause the raceway 17. Likewise, though the greater length of the wings could compared to the eccentricity, the necessary pivot angle of the axes 27 is reduced, a wing length in the order of magnitude of the eccentricity can also be selected.

In Fig. 5 ist eine Seite eines Flügelzellenverdichters dargestellt, der gegenüber dem nach Fig. 1 abgewandelt ist.In Fig. 5 one side of a vane compressor is shown, which is modified from that of FIG.

Die meisten Teile entsprechen jedoch denen nach Fig. 1. Sie sind daher mit gleichen Bezugszeichen versehen.Most of the parts, however, correspond to those of FIG. 1. They are therefore provided with the same reference numerals.

Gegenüber der Ausführung nach den Fig. 1 bis 3 ist folgende Anderung erfolgt: Die Wellen 27' sind nicht in den unmittelbar an den Rotor hauptteil 21 angrenzenden Endscheiben 22 gelagert, sondern in zusätzlichen äußeren Endscheiben 46, die drehfest auf der Welle 16 nach außen angrenzend an die Schwenkführung 40 angeordnet sind. In diesem Falle sind also die äußeren Enden der Wellen 27' in Lagem 28' in den Endscheiben 46 gelagert und die Führungsbahn 37 liegt zwischen den beiden im Deckel 13' vorgesehenen Ausnehmungen, in denen die Endscheiben 22 und 46 laufen.Compared to the embodiment according to FIGS. 1 to 3, the following change is made takes place: The shafts 27 'are not in the main part 21 directly on the rotor adjacent end plates 22 stored, but in additional outer end plates 46, which rotatably on the shaft 16 to the outside adjacent to the pivot guide 40 are arranged. In this case, the outer ends of the shafts 27 'are in position 28 'mounted in the end disks 46 and the guide track 37 lies between the two in the cover 13 'provided recesses in which the end plates 22 and 46 run.

Es ist also zu erkennen, daß hier ein Verdichter geschaffen ist, der eine vorteilhafte zwangsgesteuerte Schwenkführung der die Arbeitskammern abtrennenden Flügel besitzt, so daß in der eigentlichen Arbeitskammer nicht zusätzliche Führungsaufgaben übernommen werden müssen. Das ist nicht nur ein Vorteil in Bezug auf die Reibungsverluste und die Lebensdauer des Verdichters, sondern ermöglicht es auch, den Verdichter im Bereich seines Arbeitsraumes völlig ölfrei zu fahren.So it can be seen that a compressor has been created here, the an advantageous positively controlled pivoting guide that separates the working chambers Has wings, so that no additional management tasks in the actual work chamber must be taken over. This is not only an advantage in terms of friction losses and the life of the compressor, it also allows the compressor in the To drive the area of his work area completely oil-free.

Es ist ferner zu beachten, daß es sich bei den Dichtungen um einfache Ringdichtungen handeln kann und daß diese Dichtungen weitgehend außerhalb des unmittelbaren Einflusses der Arbeitskammern arbeiten können, was bei aggressiven Fördermedien sehr wertvoll ist. Außerdem kommt nur an einer Dichtung, nämlich der Dichtung 24; eine höhere Geschwindigkeit am Dichtspalt auf, während die Dichtungen 35 und 29 nur relativ langsamen Schwenkbewegungen in der Größenordnung von ca. 45 Grad ausgesetzt sind. Es sei auch noch bemerkt, daß bei den Ausführungsbeispielen zur Vereinfachung der Darstellung eine feste Exzentrizität e angenommen wurde. Die Arbeitsmaschine nach der Erfindung läßt sich jedoch auch mit veränderbarer Exzentrizität bauen. Dabei ist es ein besonderer Vorteil, daß sich konstruktiv auch sehr große Exzentrizitäten im Vergleich zum Rotordurchmesser herstellen lassen, was die Baugröße der Maschine im Vergleich zu ihrer Fördermenge verringert. Die Maschine nach der Erfindung ist, mit entsprechendenÄnderungen der Ansaugwege etc., als Pumpe oder Verdichter geeignet. Es ist jedoch auch möglich, sie als Motor auszubilden oder einzusetzen, beispielsweise als Druckölmotor in hydraulischen Anlagen oder Getrieben.It should also be noted that the seals are simple Ring seals can act and that these seals largely outside the immediate area The influence of the working chambers can work, which is the case with aggressive media is very valuable. In addition, only one seal, namely the seal 24; a higher speed at the sealing gap, while the seals 35 and 29 exposed only to relatively slow pivoting movements in the order of magnitude of approx. 45 degrees are. It should also be noted that in the exemplary embodiments for the sake of simplicity a fixed eccentricity e was assumed for the representation. The working machine according to the invention, however, can also be built with a variable eccentricity. It is a particular advantage that there are also very large eccentricities in terms of design compared to the rotor diameter, what the size of the machine reduced compared to their delivery rate. The machine according to the invention is with corresponding changes in the suction paths etc., suitable as a pump or compressor. However, it is also possible to design or use them as a motor, for example as a pressurized oil motor in hydraulic systems or transmissions.

Claims

Expectations

l.) Vane machine, in particular compressor or pump, with a Eccentrically arranged rotor and vanes in a housing, the chambers more variable Separate size from one another, characterized in that the wings (30) each on a shaft (27, 27 ') are arranged and can be pivoted with this, that the shafts (27, 27') together with the rotor (20) are arranged circumferentially in its edge area and one outside the swivel guide (41, 41 |) located in the compression chamber for swiveling the shafts (27, 27 ').

2. Vane machine, characterized in that the wings (30) also in the area of the largest chamber volume compared to the radius of the rotor (20) are inclined.

3. Vane machine according to claim 1 or 2, characterized in that that the wings (30) are inclined forward in the direction of rotation.

4. Vane machine according to one of claims 1 to 3, characterized characterized in that the wings (30) on the shafts (27, 27 ') are essentially tangential are arranged.

5. Vane machine according to one of claims 1 to 4, characterized characterized in that the blades are curved in accordance with the outer curvature of the rotor.

6. Vane machine according to one of claims 1 to 5, characterized characterized in that the shafts (27, 27 ') in bores (25) of the rotor (20), the run parallel to the rotor axis (23) and cut its outer circumference.

7. Vane machine according to one of claims 1 to 6, characterized characterized in that the rotor (20) has recesses (45) in its outer circumference, in which the wings (30) lie in the area of the smallest chamber volume.

8. Vane machine according to one of claims 1 to 7, characterized characterized in that the shafts (27, 27r) at the ends of the wings (30) are end plates (33) wear.

9. Vane machine according to one of claims 1 to 8, characterized characterized in that the rotor (20) has end disks (22) through which the shafts (27, 27 ') protrude.

10. Vane machine according to claim 8 and 9, characterized in that that the shaft end disks (33) are received in the rotor end disks (22).

11. Vane machine according to one of claims 1 to 10, characterized characterized in that the pivoting guide (41, 41 ') consists of one of the shafts (27, 27') surrounding circular guide track (37) on the housing (12) and guide arms (39, 39 ') on the shafts - (27, 27').

12. Vane machine according to one of claims 1 to 11, characterized characterized in that to compensate for the centrifugal forces balance weights (42) on the Shafts (27, 27 ') are arranged.

13. Vane machine according to one of claims 1 to 12, characterized characterized in that the pivot guide consists of at least one in the housing (12) eccentrically to the rotor (20) revolving guide ring and articulated guide arms to the Waves.

14. Vane machine according to one of claims 1 to 13, characterized characterized in that the wings (30) in the area of the working arms (31) substantially run without contact on the track (17) of the housing (12).

15. Vane machine according to one of claims 8 to 14, characterized characterized in that the seal from the working chambers (31) between the shaft end plates (33), the rotor end disks (22) and the housing (12) takes place.

16. Vane machine according to one of claims 9 to 15, characterized characterized in that the shafts (27) are mounted in the rotor end disks (22).

17. Vane cell machine according to one of claims 1 to 15, characterized characterized in that further disks adjoining the pivoting guide (41) to the outside (46) are arranged on the rotor shaft (16), in which the shafts (27 ') are mounted are.

L e r s e i t e