DE2509537A1 - Eccentric rotor type compressor - has high coefficient of friction between rotor and shaft to maintain rotor contact - Google Patents
Eccentric rotor type compressor - has high coefficient of friction between rotor and shaft to maintain rotor contactInfo
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Abstract
Description
Anlage zur Patent- und Gebrauchsmusterhilfsanmeldung Kompressor Die Erfindung bezieht sich auf einen Kompressor mit einem zu seiner Antriebswelle exzentrisch gelagerten Rollkolben, der auf einem einen exzentrischen Teil der Antriebswelle übergreifenden Exzenterring argeordnet ist, der in einer im Querschnitt runden Pohrung eines Kompressorgehäuses barischen zwei parallelen Seitenwanden umläuft und auf dessen Mantelfläche ein im Gehause geführter Trennschieber gleitet.Annex to the patent and utility model auxiliary application Compressor Die The invention relates to a compressor with an eccentric to its drive shaft bearing mounted rolling piston, which is on an eccentric part of the drive shaft overlapping eccentric ring is arranged in a circular cross-section Pohrung of a compressor housing barischen two parallel side walls revolves and on the outer surface of which slides a slide valve guided in the housing.
Ein derartiger Kompressor ist bekannt (CII 168 819). Bei dieser bekannten Bauart wird der im Gehäuse umlaufende Rollkolben im wesentlichen unter der Wirkung des Verdichtungsctruckes "und der Fliehkraft an die Gehäuse-Bohrungswand gedrückt. Vor dem Erreichen des oberen Totpunkts ist der Verdichtungsdruck der Fliehkraft entgegengerichtet und wird so groß, daß sich der Rollkolben von der Bohrungswand abhebt. Damit geht die für die Abdichtung zum Saugraum erforderliche Dichtkraft zwischen Rollkolben und Gehäuse verloren. Die Folge ist eine Druck- oder Liefermengenbegrenzung, die nicht irrner gewünscht ist.Such a compressor is known (CII 168 819). With this well-known The design of the rotating piston rotating in the housing is essentially under the effect of the compression pressure "and the centrifugal force pressed against the housing bore wall. Before reaching the top dead center, the compression pressure is the centrifugal force in the opposite direction and becomes so large that the rolling piston moves away from the bore wall takes off. This means that the sealing force required for sealing to the suction chamber goes lost between the rolling piston and the housing. The consequence is a pressure or delivery volume limit, which is no longer desired.
Schließlich kann sich der Rollkolben sogar von der Bohrungswand abheben.Finally, the rolling piston can even lift off the wall of the bore.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Abheben des Rollkolbens von seiner Bohrungswand zu verhindern.The invention is based on the object of lifting the rolling piston to prevent from its bore wall.
Diese Aufgabe wird gemaß der Erfindung durch Mittel gelöst, mit denen der Rollkolben bis zum Erreichen seiner oberen Totpunktstellung an die Wand der Gehäusebohrunx angedrückt ist.This object is achieved according to the invention by means with which the rolling piston to the wall of the until it reaches its top dead center position Housing bore is pressed.
Für das Abheben muß sich der Exzenterring auf dem Wellenexzenter drehen, weil durch die Anordnung der Mittelpunkte des Gehäuses, des Wellenexzenters und des Exzenterrings ein Kniehebel gebildet ist. Daraus folgt, daß während des Abhebens des Rollkolbens von der Bohrungswand eine Reibkraft wirksam ist, die heirrnend auf das Einknicken des Kniehebels und damit auf das Abheben des Rollkolbens einwirkt.To lift off, the eccentric ring must turn on the shaft eccentric, because by the arrangement of the centers of the housing, the shaft eccentric and of the eccentric ring, a toggle lever is formed. It follows that during take-off of the rolling piston from the bore wall, a frictional force is effective that strangely the buckling of the toggle and thus acts on the lifting of the rolling piston.
Eine vorteilhafte Weiterbildung des Kompressors wird deshalb gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung dadurch erreicht, daß ein maßgeblicher Teil der Mittel durch den Reibwert zwischen dem Wellenexzenter und dem Exzenterring gebildet ist, der größer ist als /u = 0,05.An advantageous development of the compressor is therefore according to Another feature of the invention achieved in that a significant part the means formed by the coefficient of friction between the shaft eccentric and the eccentric ring which is greater than / u = 0.05.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und zwar zeigen: Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Rollkolbens in seiner Gehäusebohrung, Fig. 2 ein Diagramm über den Druckverlauf im Druckraum des Kompressors über deni Drehwinkel S aufgetragen, Fig. 3 die Lage der Assymptoten und Fig. 4 die Exzentrizität e in Abhängigkeit vom Kniehebelwinkel oC und dem Reibmoment, wenn die Assymptote bei einem Drehwinkel = 3600 liegt.An embodiment of the invention is shown in the drawing namely show: Fig. 1 is a schematic representation of a rolling piston in its housing bore, FIG. 2 shows a diagram of the pressure curve in the pressure chamber of the compressor plotted against the angle of rotation S, FIG. 3 shows the position of the asymptotes and FIG. 4 shows the eccentricity e as a function of the toggle lever angle oC and the frictional torque, if the asymptote is at an angle of rotation = 3600.
In einem Gehäuse 1 mit einer zylindrischen Gehäusebohrung 2 ist ein Rollkolben 3 beweglich, der auf einem Wellenexzenter 4 unter Zwischenlage eines Exzenterrings 5 gelagert ist. Zwischen dem Exzenterring 5 und dem Rollkolben 3 ist ein Wälzlager 6 angeordnet. Ein Trennschieber 7 trennt einen Saugraum 8 von einem Druckraum 9. Durch die Exzentrizitäten von Wellenexzenter 4 und Exzenterring 5 ist ein Kniehebel 10 gebildet, der sich von einem Gehäusemittelpunkt yl zu einem Wellenexzenter-Mittelpunkt M3 und von diesem zu einem Exzenterring-Mittelpunkt M2 erstreckt. Die Drehrichtung des Rollkolbens 3 ist mit einem Pfeil f angegeben, und die Exzentrizität trägt den Buchstaben e.In a housing 1 with a cylindrical housing bore 2 is a Rolling piston 3 movable on a shaft eccentric 4 with the interposition of a Eccentric ring 5 is mounted. Between the eccentric ring 5 and the rolling piston 3 is a roller bearing 6 is arranged. A slide valve 7 separates a suction chamber 8 from one Pressure chamber 9. Due to the eccentricities of the shaft eccentric 4 and the eccentric ring 5 a toggle lever 10 is formed, which extends from a housing center point yl to a shaft eccentric center point M3 and extends from this to an eccentric center M2. The direction of rotation of the rolling piston 3 is indicated by an arrow f, and the eccentricity carries the Letter e.
Es ist zu erkennen, daß beim Abheben des Rollkolbens 3 von der Wand der Gehäusebohrung 2 vor Erreichen des oberen Totpunkts der Kniehebel 10 einknicken muß und daß sich dazu der Exzenterring 5 auf dem Wellenexzenter 4 drehen muß. Dadurch wird während des Abhebens zwischen dem Exzenterring 5 und dem Wellenexzenter 4 eine Reibkraft FR wirksam, die das Einknicken hemmt.It can be seen that when the rolling piston 3 is lifted off the wall the housing bore 2 buckle before reaching the top dead center of the toggle lever 10 must and that the eccentric ring 5 must rotate on the shaft eccentric 4. Through this is during the lifting between the eccentric ring 5 and the shaft eccentric 4 a Frictional force FR effective, which inhibits buckling.
Außerdem wirkt dem Einknicken die Fliehkraft Fz entgegen. Weiter sind noch die Reibkraft zwischen dem Rollkolben³ und dem Trennschieber7, die Reibkräfte am Wälzlagezwischen dem Rollkolbenhund dem Exzenterring5, und die Reibkräfte an den Stirnseiten des Rollkolbens 3 vorhanden.In addition, the centrifugal force Fz counteracts the buckling. Are further nor the frictional force between the rolling piston³ and the separating slide 7, the frictional forces on the rolling position between the rolling piston dog and the eccentric ring 5, and the frictional forces the end faces of the rolling piston 3 available.
Diese Reibkräfte sollen hier aber unberücksichtigt bleiben.However, these frictional forces should not be taken into account here.
Es zeigte sich nämlich bei Rechnungen, daß die Reibkraft FR zwischen dem Exzenterring 5 und dem Wellenexzenter 4 auf das Abheben des Rollkolbens 3 bezogen die bedeutenste Einflußgröße ist. Dabei wurde auch erkannt, daß die Reibkraft FR durch ein bezogenes Reibmoment MR ausgedrückt werden kann. Dieses bezogene Reibmoment wird aus den Faktoren Reibradius r und Haftwert /u gebildet. M, = r. /u Rein rechnerisch kann nun für jeden durchlaufenen Drehwinkel r des Rollkolbens 3 ermittelt werden, welcher Verdichtungsdruck p den Rollkolben jeweils zum Abheben bringt. Wie die Fig. 2 zeigt ergeben sich für eine bestimmte Drehzahl über dem Drehwinkel f aufgetragen zwei strichpunktierte Kurvenzüge 14 und 15. Im Anfangsbereich müßte im Druckraum 9 des. Kompressors der Druck kleiner sein als im Saugraum 8, um die Anpreßkraft FA zwischen Rollkolben 3 und Gehäuse 1 Null werden zu lassen.It was shown in calculations that the frictional force FR between the eccentric ring 5 and the shaft eccentric 4 is the most important influencing variable in relation to the lifting of the rolling piston 3. It was also recognized that the frictional force FR can be expressed by a related frictional torque MR. This related friction torque is formed from the factors friction radius r and adhesion value / u. M, = r. / u Purely arithmetically, it can now be determined for each passed angle of rotation r of the rotary piston 3 which compression pressure p causes the rotary piston to lift. As shown in FIG. 2, there are two dot-dash curves 14 and 15 for a specific speed plotted against the angle of rotation f Let housing 1 become zero.
Mit größer werdendem Drehwinkel P müßte der Druck p im Druckraum immer kleiner werden, schließlich erreicht er den Wert minus unendlich (erster Kurvenzug 14) Der zweite Kurvenzug 15 beginnt nun bei plus unendlich, d.h. an der Assymptote (= Unendlichlceitsstelle) würde ein unendlichhoher Verdichtungsdruck den Kniehebel 10 nicht zum Einknicken bringen. Der für das Abheben (Einknicken des Kniehebels) erforderliche Verdichtungsdruck nimmt bei größeren Drehwinkeln < sehr rasch ab, erreicht einen Kleinstwert und wird bei 9 = 3600 wieder unendlich groß, weil hier dann die druckbeaufschlagte Fläche zu Null geworden ist.As the angle of rotation P increases, the pressure p in the pressure chamber should always be become smaller, eventually it reaches the value minus infinity (first curve 14) The second curve 15 now begins at plus infinity, i.e. at the asymptote (= Infinite point) an infinitely high compression pressure would affect the toggle lever 10 do not buckle. The one for lifting (buckling of the knee lever) required compression pressure decreases very quickly at larger angles of rotation <, reaches a minimum value and becomes infinitely large again at 9 = 3600, because here then the pressurized area has become zero.
Die Lage der Assymptote O < ( < 3600 wird durch die geometrischen Kniehebelabmessungen und durch das Reibmoment ri bestimmt.The position of the asymptote O <(<3600 is given by the geometric Knee lever dimensions and determined by the frictional torque ri.
Wird in die Fig. 2 der wirkliche Verdichtungsverlauf im Verdichtungsraum des Rollkolben-Kompressor eingezeichnet (durchgezogene Linie 16), 15 dann wird irgendwann der obere Kurvenzugfgeschnitten. Im Schnittpunkt hebt der Rollkolben von der Gehäusewand ab (FA ist Null geworden).Is in Fig. 2 the real compression course in the compression space of the rotary piston compressor is drawn in (solid line 16), 15 then at some point the upper curve is cut. At the point of intersection, the rolling piston lifts from the housing wall from (FA has become zero).
Der Winkel von der Assymptote bis zum Einknicken wird haupts¢Uchlich durch die Fliehkraft Fz und durch die Reibkräfte bestimmt, die vor dem Einknicken wirksam sind.The angle from the asymptote to the buckling becomes mainly determined by the centrifugal force Fz and by the frictional forces that occurred before buckling are effective.
Bis zur Assymptote hebt der Rollkolben mit Sicherheit nicht ab. Der überschreitende Drehwinkel ist aber stark drehzahlabhängig wegen der Fliehkraft.Until it is asymptote, the rotary piston certainly does not lift off. Of the However, the exceeding angle of rotation is strongly dependent on the speed because of the centrifugal force.
Für die Auslegung des Rollkolbens auf durchdrehbar ohne Abheben für alle Betriebsdrehzahlen ist also ein Reibmoment zwischen Exzenterring 5 und Wellenexzenter h erforderlich.For the design of the rotary piston to be rotatable without lifting for all operating speeds is therefore a frictional torque between the eccentric ring 5 and the shaft eccentric h required.
Bei sehr guter Lagerung (z.B. Nadellager) ist das Reibmoment fast Null.With very good bearings (e.g. needle roller bearings) the frictional torque is almost Zero.
Die geometrischen Abmessungen des Kniehebels wie Exzentrizität e und einem zwischen den Strecken M1> M3 und M2,M3 liegenden Winkel ot von 900 sowie einem zwischen den Strecken M1,M2 und M2,M3 iiegenden Winkel ß lassen beim Reibmoment MR = 0 ein Abheben des Rollkolbens erwarten.The geometric dimensions of the toggle such as eccentricity e and an angle ot of 900 and between the lines M1> M3 and M2, M3 leave an angle β between the lines M1, M2 and M2, M3 at the frictional torque MR = 0 expect the rolling piston to lift off.
wie es die Fig. 3 zeigt.as shown in FIG. 3.
Hier sind für die Reibmoment MR =0, MR = 0,5 und MR = 2 als Beispiel Kurven gezeichnet. Für bestimmte Kniehebelabmessungen (e,oC ,P ) ist jeweils die Lage (= Drehwinkel) der Assymptote ermittelt. Es ist beispielsweise ein Zylinderdurchmesser von 200 (R=100) und ein Winkel oC = 900 gewählt. Es lassen sich Diagramme für jede Kombination aufstellen.Here, the frictional torque is MR = 0, MR = 0.5 and MR = 2 curves drawn as an example. The position (= angle of rotation) of the asymptote is determined for certain toggle lever dimensions (e, oC, P). For example, a cylinder diameter of 200 (R = 100) and an angle oC = 900 are selected. Diagrams can be made for any combination.
Besonders bei den kleineren Fxzentrizitäten läßt sich die Assymptote (=unterste Grenze für ein mögliches Abheben) sehr stark durch das Reibmoment Ion beeinflussen. Sie kann sogar bis zu f = 3600 verschoben werden (z.B. Fig. 3 für MR=2). Besonders deutlich wird das, wenn die Assymptoten für mehrere Reibmomente in ein Diagramm gezeichnet werden (dünne senkrechte Linie MR=0; dünne nach rechts abknickende Strichpunktlinien t =O,5 dick nach rechts verlaufende Linien In Fig. 4 ist ein Beispiel gegeben, wie die Zuordnung des Kniehebels 10 mit e, # und ß zu Wellenexzenterabmessungen und der Lagerung des Exzenterringes auszuführen ist, damit der Rollkolben bis f = 3600 nicht einknickt.The asymptote can be found especially with the smaller eccentricities (= lowest limit for possible lift-off) very much due to the frictional moment Ion influence. It can even be shifted up to f = 3600 (e.g. Fig. 3 for MR = 2). This becomes particularly clear when the asymptotes for several frictional torques be drawn in a diagram (thin vertical line MR = 0; thin to the right kinking dash-dot lines t = 0.5 thick lines running to the right In Fig. 4 is an example of how the assignment of the toggle lever 10 with e, # and ß to Shaft eccentric dimensions and the storage of the eccentric ring is to be carried out so that the rotary piston does not buckle up to f = 3600.
Sind z.B. für die kleinste .Betriebsdrehzahl die Fliehkräfte und die anderen anteiligen Kräfte bekannt, die das Einknicken über die Assymptote hinaus verschieben, darm kann durch Zurüekrechnen die erforderliche Lage der Assymptote ermittelt werden.Are, for example, the centrifugal forces and the other proportional forces known to cause the buckling beyond the asymptote move, gutm can calculate the required position of the asymptote be determined.
Für diese Drehwinkel kann dann ein Diagramm wie in der Fig. 4 für f = 3600 dargestellt, ermitteln werden.For this angle of rotation, a diagram as in FIG. 4 can then be used for f = 3600 shown.
Ein störungsfreies Arbeiten des Rollkolbens ist also nur möglich, wenn eine Reibkraft (Reibmoment zwischen Wellenexzenter 11 und Exzenterring 5) des Einknicken des Kniehebels 10 verhindert.Trouble-free operation of the rotary piston is therefore only possible if if a frictional force (frictional torque between shaft eccentric 11 and eccentric ring 5) of the Buckling of the toggle lever 10 is prevented.
Dieses Reibmoment ist durch geeigneter Lagerung und Abmessung des Wellenexzenters 4 konstruktiv festzulegen.This friction torque is determined by suitable storage and dimensions of the Shaft eccentric 4 to be specified constructively.
Im Extremen kann die Reibung z.B. durch Querriefen so stark ausgelegt werden, daß sie fast Werte bis 1u = l~erreicht.In the extreme, the friction can be made so strong, e.g. through cross grooves that it almost reaches values up to 1u = 1 ~.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19752509537 DE2509537A1 (en) | 1975-03-05 | 1975-03-05 | Eccentric rotor type compressor - has high coefficient of friction between rotor and shaft to maintain rotor contact |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19752509537 DE2509537A1 (en) | 1975-03-05 | 1975-03-05 | Eccentric rotor type compressor - has high coefficient of friction between rotor and shaft to maintain rotor contact |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2509537A1 true DE2509537A1 (en) | 1976-09-16 |
Family
ID=5940513
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19752509537 Pending DE2509537A1 (en) | 1975-03-05 | 1975-03-05 | Eccentric rotor type compressor - has high coefficient of friction between rotor and shaft to maintain rotor contact |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE2509537A1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1993011358A1 (en) * | 1991-12-04 | 1993-06-10 | Ingersoll-Rand | Twin opposing eccentric mount for a rolling piston compressor |
| WO2000057061A1 (en) * | 1999-03-22 | 2000-09-28 | Lifeng Peng | A rotary piston compressor |
-
1975
- 1975-03-05 DE DE19752509537 patent/DE2509537A1/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1993011358A1 (en) * | 1991-12-04 | 1993-06-10 | Ingersoll-Rand | Twin opposing eccentric mount for a rolling piston compressor |
| WO2000057061A1 (en) * | 1999-03-22 | 2000-09-28 | Lifeng Peng | A rotary piston compressor |
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