DE2432621C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Flügelzellenverdichter nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein derartiger Flügelzellenverdichter ist aus der GB-PS 5 67 510 bekannt. Die in Umfangsrichtung des Rotations­ körpers gehäusefesten Scheiben sind axial beweglich und werden durch Federkraft an die Stirnseiten des Rotations­ körpers gedrückt, wodurch dieser axial geführt ist. Der radiale Spalt zwischen den Scheiben und dem Rotationskör­ per ist durch Dichtbuchsen verschlossen, wodurch verhin­ dert werden soll, daß das den Loslagern zugeführte Schmieröl in die Verdichterkammer gelangen kann.

Ein derartig aufgebauter Verdichter ist insbesondere bei sehr hohen Drehzahlen nicht verwendbar. So ist sein Ein­ satz als Druckluftpumpe in einem Hochleistungsgetriebe (Geräteträger) für Flugzeuge nicht zufriedenstellend mög­ lich. Mit einem in dieser Weise eingesetzten Verdichter soll sichergestellt werden, daß bei großen Flughöhen (bis 20 000 Meter) im Innenraum des Getriebes ein großer Luft­ druck herrscht, um Kavitation und Ölschäumen hinreichend zu vermeiden. Dabei wird zur Vermeidung von Untersetzungen (Gewichtseinsparung) der Flügelzellenverdichter unmittel­ bar in den Geräteträger eingebaut und läuft mit sehr hohen Drehzahlen (etwa 13 000 U/min). Neben den hohen Drehzahlen ist ein derartiger Flügelzellenverdichter auch extremen Temperaturschwankungen von -40°C bis +135°C ausgesetzt.

Bekannte Flügelzellenverdichter neigen unter diesen Be­ triebsbedingungen zum Fressen und zeigen nur sehr geringe Lebensdauer.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Flügel­ zellenverdichter nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 der­ art weiterzubilden, daß bei hohen Drehzahlen die Gefahr eines Festfressens vermindert und so die Lebensdauer er­ höht wird.

Diese Aufgabe wird nach den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Im Betrieb des Flügelzellenverdichters wird sich aufgrund der Spiralrillen eine Pumpwirkung einstellen, durch die durch den Ringspalt von den Loslagern eintretendes Öl zu­ sammen mit Luft radial nach außen gepumpt wird. Der sich dabei zwischen jeder Scheibe und dem Rotationskörper auf­ bauende Druck ist um so größer, je kleiner der Abstand ist, wodurch sich für den Rotationskörper eine berührungs­ lose axiale Führung ergibt. Diese berührungslose axiale Führung bleibt - bei einem Einsatz des Verdichters in Flugzeugen - auch bei extremen Fluglagen gewährleistet. Selbst bei stark schwankenden Betriebstemperaturen und hohen Drehzahlen zeigt der erfindungsgemäße Flügelzellen­ verdichter eine hohen Lebensdauer, da das Freßverhalten deutlich verbessert ist.

Das durch die Pumpwirkung in den Verdichterraum ein­ tretende Öl fließt radial nach außen entlang der Scheiben und der Gehäusebauteilinnenwand, wodurch eine Schmierung der Schieber gewährleistet ist. Dabei kommt der geeigneten Oberflächenbehandlung der Gehäusebauteilinnenwand eine große Bedeutung zu. Als günstige Oberflächenbehandlung hat sich ein stromloses Vernickeln nach dem Kanisil-Verfahren herausgestellt.

Aus der US 33 28 094 ist zwar ein allgemeines hydrody­ namisches Lager bekannt; eine Anregung zur Verwendung als Axialführung des Rotationskörpers in einem Flügelzellen­ verdichter ist dieser Druckschrift nicht zu entnehmen. Vielmehr sind die Spiralrillen der Lagerfläche von außen nach innen verlaufend ausgebildet, um das Schmiermittel einem radial inneren Spalt zuzuführen.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung sind die Scheiben einstückig mit den Lagerbuchsen für die Loslager ausgeführt, wodurch die Scheiben in einfacher Weise ge­ häusefest angeordnet werden können.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung ist ein in der Zeichnung vereinfacht dargestelltes Ausführungsbeispiel im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Flügelzellenverdichter,

Fig. 2 einen Schnitt durch den Flügelzellenverdichter längs der Linie II-II in Fig. 1, wobei der linke obere Ausschnitt den Teil oberhalb der Mittellinie wiedergibt.

Das Gehäuse 1 der Flügelzellenpumpe ist aus einer Leicht­ metallegierung hergestellt und über Schrauben 2 an einer Wand 3 eines nicht näher dargestellten Geräteträgers be­ festigt. In das Gehäuse 1 ist ein Zylinder 4 einge­ setzt, der als Gleitfläche für Schieber 10 dient. Die Innenfläche des Zylinders ist zur Verbesserung der Gleit­ eigenschaften nach dem Kanisil-Verfahren stromlos ver­ nickelt. Innerhalb des Gehäuses 1 ist ein als Welle ausge­ bildeter Rotationskörper 5 in Loslagern 6 gelagert, die als Zylinderrollenlager ausgeführt sind. Deren Außenringe sind in Buchsen 7 eingesetzt, die ihrerseits in dem Ge­ häuse 1 bzw. in der Wand 3 angeordnet sind. Zwischen den Loslagern 6 und dem Rotationskörper 5 liegen Scheiben 8, die vorzugsweise mit den Buchsen 7 aus einem Stück herge­ stellt sind. Die Scheiben 8 erstrecken sich im wesent­ lichen über die gesamte radiale Erstreckung zwischen dem Wellenbereich des Rotationskörpers 5 bis zur Innenwand des Zylinders 4, wobei zum Wellenbereich des Rotationskörpers 5 ein Ringspalt vorgesehen ist. Die Scheiben 8 weisen auf ihrer dem Rotationskörper 5 zugewandten Seite im inneren Bereich Spiralrillen 9 auf, die insbesondere aus Fig. 2 ersichtlich sind. Der Rotationskörper 5 hat in bekannter Weise radiale Schlitze zur Aufnahme von aus Stahl herge­ stellten Schiebern 10. Der Rotationskörper 5 ist ferner in bekannter Weise exzentrisch zum Gehäuse 1 bzw. zum Zylin­ der 4 gelagert, so daß durch Vergrößerung und Ver­ kleinerung der Räume zwischen den Schiebern 10 die Pump­ wirkung erfolgt. Zu diesem Zweck weist das Gehäuse 1 einen Ansaugkanal 11 auf, der mit einer Luftansaug-Bohrung 12 der Wand 3 in Verbindung steht. Der Zylinder 4 hat ferner eine Öffnung 13 (Fig. 2), die mit einem Druckluft­ austrittskanal 14 in Verbindung steht. Der Antrieb des Ro­ tationskörpers 5 erfolgt über eine glockenförmige Nabe 15, an der ein Zahnkranz 16 angebracht ist. Beide Loslager 6 sind zur Schmierung mit Öl versorgt, was bei dem rechten Lager in Fig. 1 durch die Bohrung 17 und die Leitung 18 angedeutet ist. Die Scheiben 8 sind durch Stifte 19 und Schrauben 20 gegen Verdrehen fest am Gehäuse 1 bzw. an der Wand 3 befestigt. Der axiale Abstand der Scheiben 8 zu­ einander ist etwas größer als die Breite des Rotations­ körpers 5 und der Schieber 10, so daß beim Lauf der Flügelzellenpumpe sich zwischen diesen Teilen ein Druck aufbaut, der die axiale Führung des Rotationskörpers über­ nimmt. Der Druck erhöht sich, sobald der Abstand geringer wird, so daß eine exakte Führung entsprechend den Kräfte­ verhältnissen erfolgt. Durch die Rotation der Schieber und des Rotationskörpers in Verbindung mit den Spiralrillen wird ein Öl- und Luftgemisch entlang der Scheiben nach außen gepumpt und gelangt auch zwischen die Schieber 10 und den Zylinder 4, so daß ein sicherer Betrieb und eine lange Lebensdauer des Verdichters gewährleistet ist.

Claims (2)

1. Flügelzellenverdichter mit einem in einem Gehäuse (1) angeordneten Rotationskörper (5), dessen Lagerzapfen in mit Schmieröl versorgten Loslagern (6), insbesondere Zylin­ derrollenlagern, gelagert sind und der radial bewegliche Schieber (10) aufweist, die sich an einer zylindrischen Gehäusebauteilinnenwand abstützen, und mit zu beiden Sei­ ten des Rotationskörpers (5) angeordneten, in dessen Um­ fangsrichtung gehäusefesten Scheiben (8), die sich bis zur Gehäusebauteilinnenwand erstrecken, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

• a) die Scheiben (8) bilden mit dem Lagerzapfen des Rotationskörpers (5) einen Ringspalt;
• b) die Scheiben (8) haben einen axialen Abstand zu­ einander, der etwas größer als die axiale Breite des Rotationskörpers (5) und der Schieber (10) ist;
• c) die dem Rotationskörper (5) zugewandten Stirn­ flächen der Scheiben (8) sind zur axialen Führung des Rotationskörpers (5) mit Spiralrillen (9) ver­ sehen;
• d) die Spiralrillen (9) verlaufen in Drehrichtung des Rotationskörpers (5) von innen nach außen.

2. Flügelzellenverdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheiben (8) einstückig mit Lagerbuchsen (7) für die Loslager (6) ausgeführt sind.