DE2511298A1

DE2511298A1 - GAS COMPRESSOR OR ENGINE

Info

Publication number: DE2511298A1
Application number: DE19752511298
Authority: DE
Inventors: Julius Dipl Ing Mackerle
Original assignee: Agrotechnika NP
Current assignee: Agrotechnika NP
Priority date: 1974-03-15
Filing date: 1975-03-14
Publication date: 1975-09-25
Also published as: SE7502908L; IT1034251B; CH589783A5; FR2273154A1; GB1505581A; FR2273154B1; CS169273B1

Description

PatentanwältePatent attorneys

Dipl.-Ing. R.BEETZ sen. Dipl.-Ing. R.BEETZ senior

Dipl.-Ing. K. LAMPRECHTDipl.-Ing. K. LAMPRECHT

Dr.-Ing. R.BEETZ jr. Dr.-Ing. R.BEETZ jr.

8 München 22, steinsdorfstr. 108 Munich 22, steinsdorfstr. 10 T«5l. (O89) 2272O1 /227244/29591OT «5l. (O89) 2272O1 / 227244 / 29591O

Telegr. Allpatent München Telex 522O48Telegr. Allpatent Munich Telex 522O48

233-23.921P(23.922H)233-23.921P (23.922H)

. 3. 1975. 3rd 1975

AGROTECHNIKA, närodny podnik, podnikove riaditelstvoAGROTECHNIKA, närodny podnik, podnikove riaditelstvo

Zvolen (CSSR)Zvolen (CSSR)

Gaskompressor oder MotorGas compressor or motor

Die Erfindung betrifft einen Gaskompressor oder Motor mit elastischen Bälgen.The invention relates to a gas compressor or engine with elastic Bellows.

Bekannte Gaskompressoren oder Motoren besitzen Metallkolben, welche im Zylinder oder Gehäuse mittels Gleitdichtungen abgedichtet sind, die geschmiert werden müssen, einer Abnutzung unterliegen und eine vollkommene Dichtheit nicht verbürgen. Kompressoren mit rotierenden Kolben haben keine Gleitdichtungen, die Dichtheit wird durch einen kleinen Spalt zwischen dem rotierenden Kolben und dem Gehäuse erzielt. Die Abdichtung derartiger Kolben ist nicht vollkommen, undKnown gas compressors or motors have metal pistons which are sealed in the cylinder or housing by means of sliding seals that require lubrication, are subject to wear and tear and do not guarantee perfect tightness. Rotating compressors Pistons do not have sliding seals; the tightness is achieved by a small gap between the rotating piston and the housing achieved. The sealing of such pistons is not perfect, and

233-S 8583-Sd-r (9)233-S 8583-Sd-r (9)

509839/0315509839/0315

bei kleiner Drehzahl kommt es zum Durchströmen des Gases durch diesen Spalt, wodurch der Wirkungsgrad wesentlich herabgesetzt wird.at low speed, the gas flows through this gap, which significantly reduces the efficiency.

Kompressoren mit elastischen Bälgen oder Faltenbälgen sind zwar für einen Druckanstieg geeignet und sind verhältnismäßig einfacher Bauart, sie können jedoch nicht als selbstansaugende Kompressoren arbeiten, denn die Steifheit der Bälge oder Faltenbälge kann einem größeren atmosphärischen Druck nicht widerstehen, welcher die elastischen Kammern durchbiegt und die Saugwirkung in den Kammern beschränkt .Compressors with elastic bellows or bellows are suitable for a pressure increase and are relatively simpler Design, but they cannot work as self-priming compressors because the stiffness of the bellows or bellows can make a greater atmospheric pressure cannot withstand which the elastic Chambers sags and restricts the suction in the chambers.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, einen Kompressor oder Motor zu schaffen, der bei kompakter Bauart, einfacher Konstruktion und kleinen Abmessungen und Gewicht eine verhältnismäßig hohe Leistung bei hohem Wirkungsgrad liefert, wobei eine nur geringe Zahl beweglicher Einzelteile eine gute Auswuchtung und damit einen ruhigen und störungslosen Betrieb des Kompressors ermöglicht.The object of the invention is to provide a compressor or motor to create a relatively high performance with a compact design, simple construction and small dimensions and weight with high efficiency, with only a small number of moving parts a good balance and thus a quiet and allows trouble-free operation of the compressor.

Gemäß der Erfindung werden Abwälzmembranen verwendet, welche sich während des Saugens an einer Seite entlang einem entsprechenden Hohlraum im Deckel und an einem Hilfs zapfen abwälzen und die während der Kompression sich mit der anderen Seite entlang einem entsprechenden Hohlraum des Gehäuses und einem Abwälzzapfen abwälzen, wobei während des Saugens und der Kompression der Gasüberdruck an einer Membranenseite diese mit der anderen Seite gegen eine Abwälzfläche drückt.According to the invention, rolling membranes are used, which during suction on one side along a corresponding one Roll cavity in the lid and on an auxiliary pin and the other side along one during the compression roll corresponding cavity of the housing and a rolling pin, with the gas overpressure during suction and compression on one side of the membrane this presses with the other side against a rolling surface.

Der erfindungsgemäße Kompressor ist gegenüber bekannten Aus-The compressor according to the invention is compared to known designs

609839/0315609839/0315

führungen in der Herstellung billiger, einfacher, und die Mehrzahl der Bestandteile erfordert kein genaues Bearbeiten. Sein Lauf ist ruhig, die Arbeitskammern benötigen kein Schmieren, so daß das Schmiergut mit dem komprimierten Gas nicht in Kontakt kommt.guides in the manufacture cheaper, easier, and the majority of Components do not require precise editing. Its run is smooth, the working chambers do not need any lubrication, so that the lubricant is with does not come into contact with the compressed gas.

Erfindungsgemäß ist eine starre Arbeitskammer mit wenigstens einem Zufuhr- und Abfuhrkanal oder Ventil ausgestattet und von einer Seite durch eine Membrane begrenzt, gegen die von einer Seite ein Abwälzzapfen und von der anderen Seite ein Hilfszapfen anliegt, wobei wenigstens der Abwälzzapfen mittels einer geneigten Platte oder einer Kolbenstange mit einer Antriebswelle gekoppelt ist.According to the invention is a rigid working chamber with at least equipped with a supply and discharge channel or valve and by a Side bounded by a membrane against which a rolling pin rests on one side and an auxiliary pin on the other side, whereby at least the rolling pin is coupled to a drive shaft by means of an inclined plate or a piston rod.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Kompressors anhand der Zeichnung ausführlich beschrieben. Es zeigen;In the following, embodiments of the compressor according to the invention are described in detail with reference to the drawing. Show it;

Fig. 1 einen Längsschnitt eines Kompressors mit sechs Abwälzmembränen am Umfang einer Antriebswelle mit einer Membrane in der ersten Phase deren Bewegung,1 shows a longitudinal section of a compressor with six rolling diaphragms on the circumference of a drive shaft with a membrane in the first phase of its movement,

Fig. 2 und 3 einzelne Bewegungsphasen der Membrane,Fig. 2 and 3 individual movement phases of the membrane,

Fig. 4 einen Längsschnitt einer anderen Ausführung eines doppeltwirkenden Zweizylinderkompressors,Fig. 4 is a longitudinal section of another embodiment of a double-acting Two-cylinder compressor,

Fig. 5-7 einzelne Bewegungsphasen der Abwälzmembrane bei der Ausführung nach Fig. 4.Fig. 5-7 individual phases of movement of the rolling diaphragm in the embodiment according to Fig. 4.

Der Kompressor nach Fig. 1 - 3 besteht aus einem Gehäuse 1 mit einem Deckel 2, zwischen denen Membranen 3 eingeklemmt sind.The compressor according to FIGS. 1-3 consists of a housing 1 with a cover 2, between which membranes 3 are clamped.

509833/0 315509833/0 315

Im Deckel 2 ist in einem Lager 4 eine Antriebswelle 5 gelagert, die in einen schrägen Zapfen 19 ausläuft, an dem eine schräge Platte 6 mit Abwälzzapfen 11 drehbar gelagert ist. Die Antriebswelle 5 ist zum Beispiel mittels einer Schraube 7 mit einer eine Unwucht 9 aufweisenden Kurbel 8 verbunden und in einem zweiten Lager 10 im Gehäuse 1 gelagert. Mit der schrägen Platte 6 sind Abwälzzapfen 11 fest verbunden, die von einer Seite an die Membranen 3 anliegen. An der anderen Seite der Membranen 3 liegen Hilfszapfen 12 an, die mit den Abwälzzapfen 11 fest verbunden sind. An der Antriebswelle 5 ist eine zusätzliche Unwucht 13 befestigt. In der Kurbel 8 ist ein Zufuhrhohlraum 14 vorgesehen, an welchen ein Saugraum 17 im schrägen Zapfen 19 und in der Antriebswelle 5 anschließt. Die Antriebswelle 5 hat eine seitliche Saugöffnung 21 für einen Saugkanal 15. Im Deckel 2 sind Kanäle 15, 15' ausgeführt, die in die betreffenden Arbeitskammern 16, 16' münden, von denen im Deckel 2 und im Gehäuse 1 eine Reihe ausgeführt ist. Innerhalb der Antriebswelle 5 ist eine Trennwand 18 angebracht, die den Saugraum 17 von einem Druckraum 20 trennt, dessen Öffnung 22 zum Kanal 15' und über diesen in die Arbeitskammern 16, 16' führt.In the cover 2, a drive shaft 5 is mounted in a bearing 4, which runs out in an inclined pin 19 on which an inclined plate 6 with rolling pin 11 is rotatably mounted. The drive shaft 5 is for example by means of a screw 7 with an unbalance 9 Crank 8 connected and stored in a second bearing 10 in the housing 1. With the inclined plate 6 there are rolling pins 11 firmly connected, which rest against the membranes 3 from one side. On the other side of the membranes 3 are auxiliary pins 12, which are firmly connected to the rolling pin 11. On the drive shaft 5 an additional unbalance 13 is attached. In the crank 8 is a feed cavity 14 is provided, to which a suction chamber 17 in the inclined pin 19 and in the drive shaft 5 connects. The drive shaft 5 has a lateral suction opening 21 for a suction channel 15. In the cover 2 channels 15, 15 'are made, which into the relevant working chambers 16, 16 'open out, of which a row is executed in the cover 2 and in the housing 1. Inside the drive shaft 5 is a Partition wall 18 attached, which separates the suction chamber 17 from a pressure chamber 20, the opening 22 of which leads to the channel 15 'and via this into the Working chambers 16, 16 'leads.

Das zweite Ausführungsbeispiel des Kompressors nach Fig. 4-7 besitzt zwei Gehäusehälften 34, 35, in welchen die Antriebswelle 36, in diesem Fall eine Kurbelwelle, gelagert ist. An deren Kurbel ist ein Lager 37 vorgesehen, das sich in einer Ausnehmung eines zwei Kolbenstangen 24, 25 verbindenden Kopfes 23 abwälzt. Die Kurbelwelle mit dem Lager 37 sind durch Unwucht-Gewichte 26 dynamisch ausgeglichen. Die Kolbenstangen 24, 25 sind in Gleitlagern 38, 39 gelagert. An jeder Kolbenstange 24, 25 ist einerseits ein Abwälzzapfen 30, andererseits ein Hilfszapfen 31 befestigt, die jeweils von einer Seite anThe second embodiment of the compressor according to Fig. 4-7 has two housing halves 34, 35, in which the drive shaft 36, in this case a crankshaft is mounted. At the crank a bearing 37 is provided, which is located in a recess of two piston rods 24, 25 connecting head 23 rolls off. The crankshaft with the bearing 37 are dynamically balanced by unbalance weights 26. The piston rods 24, 25 are mounted in slide bearings 38, 39. On each piston rod 24, 25 is on the one hand a rolling pin 30, on the other hand an auxiliary pin 31 attached, each from one side

509839/0315509839/0315

der Membrane 29 anliegen. Die Membrane 29 ist jeweils zwischen ihrem Deckel 27, 28 und ihrer Gehäusehälfte 34, 35 eingeklemmt, an welche der betreffende Deckel 27, 28 befestigt ist. Der Deckel 27, 28 umschließt zusammen mit seiner Gehäusehälfte 34, 35 Arbeitskammern 40, 41. Jede Arbeitskammer 40, 41 ist mit einem Saugventil 32 und einem Verdrängungsventil 33 versehen.the membrane 29 are in contact. The membrane 29 is between its cover 27, 28 and its housing half 34, 35 clamped, to which the cover 27, 28 in question is attached. The lid 27, 28 encloses together with its housing half 34, 35 working chambers 40, 41. Each working chamber 40, 41 is with one Suction valve 32 and a displacement valve 33 are provided.

Der erfindungsgemäße Kompressor arbeitet folgendermaßen:The compressor according to the invention works as follows:

Beim ersten Ausführungsbeispi el wird das Gas über den Zufuhrhohlraum 14 in die Kurbel 8 und weiter über den Saugraum 17 in die Antriebswelle 5 angesaugt und kommt über die seitliche Saugöffnung 21 in den unter die Membrane 3 führenden Kanal 15. In der Arbeitskammer 16 ist eben Beginn der Saugphase, und die Membrane 3 wird durch atmosphärischen Druck gegen die Innenwände des Deckels 2 gedrückt. Nach dieser Lage A beginnt sich der betreffende Abwälzzapfen nach oben zu bewegen, und die Membrane 3 legt sich an den Hilfszapfen 12 an, wie dies in Fig. 2 und 3 in den Lagen B und C angedeutet ist. In der Lage C ist der Saughub beendet, und es beginnt der Verdrängungshub, der im rechten Teil der Fig. 2 und 3 dargestellt ist. Zu Beginn des Verdrängungshubes wird die Membrane 3 durch Überdruck in der Arbeitskammer 16'' gegen die Innenwand des Gehäuses 1 gedrückt. Während des weiteren Hubes liegt die Membrane 3 in der Lage E und F am Abwälzzapfen 11 bis zum Beenden des Verdrängungshubes in Lage F an. Dabei wird das Gas aus der Kammer 16' über den Kanal 15' und die Verdrängungsöffnung 22 in den Verdrängungsraum 20 der Antriebswelle 5 verdrängt, von wo es den Kompressor verläßt. Der Saugraum 17 und der Druck- bzw. Verdrängungsraum 20 in der Antriebswelle 5 sind gegeneinander durch dieIn the first embodiment, the gas is supplied via the supply cavity 14 sucked into the crank 8 and further through the suction chamber 17 into the drive shaft 5 and comes through the lateral suction opening 21 into the channel 15 leading under the membrane 3. In the working chamber 16, the suction phase is just beginning, and the membrane 3 is pressed against the inner walls of the lid 2 by atmospheric pressure. After this position A, the rolling pin in question begins to move upwards, and the membrane 3 rests against the Auxiliary pin 12, as indicated in FIGS. 2 and 3 in positions B and C. In position C, the suction stroke is ended and it begins the displacement stroke, which is shown in the right part of FIGS. At the beginning of the displacement stroke, the diaphragm 3 by overpressure in the working chamber 16 ″ against the inner wall of the Housing 1 pressed. During the further stroke, the membrane 3 is in position E and F on the rolling pin 11 until the end of the Displacement stroke in position F. The gas from the chamber 16 'via the channel 15' and the displacement opening 22 is in the Displacement space 20 of the drive shaft 5 displaced, from where it leaves the compressor. The suction chamber 17 and the pressure or displacement chamber 20 in the drive shaft 5 are against each other by the

509839/0315509839/0315

Trennwand 18 geteilt. Beim Drehen der Antriebswelle 5 werden fortlaufend die Zufuhren in die Arbeitskammern 16 mit der Membrane 3 in der unteren Lage und die Verdrängungsöffnungen aus den Kammern 16' mit der Membrane 3 in der oberen Lage geöffnet.Partition wall 18 divided. When turning the drive shaft 5 are continuous the supplies into the working chambers 16 with the membrane 3 in the lower layer and the displacement openings from the chambers 16 'with the membrane 3 open in the upper position.

Falls der Rauminhalt der Zylinder und damit die Menge an Druckmittel des Kompressors bei konstanter Drehzahl geändert werden soll, kann eine veränderliche Neigung der schrägen Platte 6 ausgenutzt werden- Diese Neigung kann bis zu einem negativen Wert geändert werden und so die Kompressorwirkung in eine Motorwirkung bei ungeändertem Drehsinn der Antriebswelle überführt werden.If the volume of the cylinder and thus the amount of pressure medium of the compressor is to be changed at constant speed, a variable inclination of the inclined plate 6 can be used. This inclination can be changed up to a negative value and so the compressor effect in an engine effect with unchanged Direction of rotation of the drive shaft can be transferred.

Das zweite Ausführungsbeispiel des Kompressors arbeitet folgendermaßen: The second embodiment of the compressor works as follows:

In der dargestellten Lage ist im linken Teil der Abbildung der Abwälzzapfen 30 und der Hilfszapfen 31 in der linken Gegenlage, die in der Arbeitskammer 41 dem Ende des Verdrängungshubes entspricht, während in der zweiten Arbeitskammer 40 das Ende des Ansaugvorganges eingetreten ist. Das komprimierte Gas entweicht aus dem Zylinder über das offene Verdrängerventil 33, während das Saugventil 32 geschlossen ist. Die Membrane 29 wälzt sich am Abwälzzapfen 30 ab. Dieser Zustand entspricht in Fig. 5 der Lage G.In the position shown is in the left part of the figure of the rolling pin 30 and the auxiliary pin 31 in the left counter-position, the in the working chamber 41 corresponds to the end of the displacement stroke, while in the second working chamber 40 the end of the suction process has occurred. The compressed gas escapes from the cylinder via the open displacement valve 33, during the suction valve 32 is closed. The membrane 29 rolls on the rolling pin 30. This state corresponds to position G in FIG. 5.

Falls die Kolbenstangen 24, 25 beginnen, sich nach rechts zu bewegen, wird das Gas in der rechten Arbeitskammer 40 zusammengedrückt, und die Membrane kommt in Lage H. In der Mitte des Hubes hat die Membrane 29 die in Fig. 7 mit I bezeichnete Form. In der rechten Gegenlage ist die Verdrängung beendet, und der ganze Vor-If the piston rods 24, 25 begin to move to the right, the gas in the right working chamber 40 is compressed, and the diaphragm comes into position H. In the middle of the stroke, the diaphragm 29 has the shape indicated by I in FIG. In the on the right counter-face, the repression is over, and the whole

$09839/0315$ 09839/0315

gang wird wiederholt. In diesem Fall arbeitet die Membrane 29 mit zwei Arbeitskammern 40 und 41 zusammen.course is repeated. In this case the membrane 29 works together with two working chambers 40 and 41.

Falls es sich um einen Druckgasmotor handelt, wälzen sich die Membranen jeweils nur mit der einen Seite entlang des Hohlraumes im Deckel und entlang des Abwälzzapfens ab, so daß der Hilfszapfen erübrigt werden kann.If it is a pressurized gas engine, they roll Membranes each with only one side along the cavity in the cover and along the Abwälzzapfens, so that the auxiliary pin can be dispensed with.

S89839/Ö31SS89839 / Ö31S

Claims

l \ gas compressor or motor, characterized that a rigid working chamber (16, 16 ', 40, 41) has at least one supply (14) and one displacement channel (15) or a valve (32, 33) and is delimited on one side by a membrane (3, .29) on which a rolling pin (11, 30) rests on at least one side, wherein at least the Abwälzzapfen (II) by means of an inclined Plate (6) or a piston rod (24, 25) to a drive shaft (5, 36) is coupled.

2. Gas compressor or motor according to claim 1, characterized in that that a membrane (3) clamped between the housing (1) and the cover (2) is in contact with a rolling pin (ll) stands, which is arranged on an inclined plate (6) which is mounted on an inclined pin (19) in which the drive shaft (5) expires.

3. Gas compressor or motor according to claim 2, characterized in that that the inclined pin (19) is connected to a crank (8) which has a supply cavity (14) to which a suction chamber (17) which is provided in the inclined pin (19) and in the drive shaft (5), where there is at least one lateral suction opening (21) and at least one lateral displacement opening (22) is located, which are divided from one another by a partition (18), the located inside the drive shaft (5).

509839/0315

4. Gas compressor or motor according to claim 3, characterized in that that the lateral suction opening (21) has a suction space (17) Channels (15) adjoins a working chamber (16), and the lateral displacement opening (22) channels (15) leading from the working chambers (16) and connect to the displacement chamber (20) provided in the drive shaft (5).

5. Gas compressor or motor according to one of the preceding claims, characterized in that the working pin (ll) with Auxiliary pin (12) cooperate.

6. Gas compressor or motor according to claim 1, characterized in that that the membrane (29) between a rolling pin (30) and an auxiliary pin (31) is clamped on a piston rod (24, 25) are arranged, which is coupled to a bearing (37) of a crank of the drive shaft (36) by means of a head (23).

7. Gas compressor or motor according to claim 1, characterized in that that the membrane (29), which is clamped between the housing (34, 35) and the cover (27, 28), divides two working chambers (40, 41) from each other, each of which has a suction valve (32) and a Displacement valve (33) has.

509833/Q31S509833 / Q31S