DE3207866A1

DE3207866A1 - Displacement machine for compressible media

Info

Publication number: DE3207866A1
Application number: DE19823207866
Authority: DE
Inventors: Klaus-Dieter Dr.-Ing. Emmenthal; Claus 3180 Wolfsburg Müller; Otto Ing.(grad.) Schäfer
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1982-03-05
Filing date: 1982-03-05
Publication date: 1983-09-15
Also published as: IT8319921A1; JPS58146096U; IT8319921A0; JPS6343421Y2; IT1160504B; FR2522735A1

Description

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α κ ι ι i u Cr E : ι L ■. : c h- i- · τ 3180 Wolfsburg α κ ι ι i u Cr E: ι L ■. : c h- i- τ 3180 Wolfsburg

Unsere Zeichen: K 3253
1702pt-we-schOur reference: K 3253
1702pt-we-sch

Verdrängermaschine für kompressi"ble MedienDisplacement machine for compressible media

Die Erfindung bezieht sich auf eine Verdrängermaschine für !compressible Medien gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a displacement machine for compressible Media according to the preamble of claim 1.

Eine Verdrängermaschine dieser Bauart ist im Prinzip beispielsweise durch die DE-OS 26 03 462 bekannt. Ein nach diesem Prinzip aufgebauter Kompressor zeichnet sich durch eine nahezu pulsationsfreie Förderung des beispielsweise aus Luft oder einem Luft-Kraftstoff-Gemisch bestehenden gasförmigen Arbeitsmittels aus und könnte daher unter anderem auch für Aufladezwecke von Brennkraftmaschinen mit Vorteil herangezogen werden. Während des Betriebs eines solchen Kompressors werden entlang der Verdrängerkammer zwischen dem spiralförmig ausgebildeten Verdrängerkörper und den beiden Umfangswänden der Verdrängerkammer mehrere, etwa sichelförmige Arbeitsräume eingeschlossen, die sich von den Einlaß durch die Verdrängerkammer hindurch zum Auslaß hin bewegen, wobei ihr Volumen ständig verringert und der Druck des Arbeitsmittels entsprechend erhöht wird.A positive displacement machine of this type is, in principle, for example from DE-OS 26 03 462 known. One based on this principle The compressor is characterized by an almost pulsation-free delivery of, for example, air or an air-fuel mixture existing gaseous working medium and could therefore also be used for charging purposes of internal combustion engines Advantage can be used. During the operation of such a compressor are spiraled along the displacement chamber between the trained displacement body and the two peripheral walls the displacement chamber includes several, approximately sickle-shaped work spaces, which move from the inlet through the displacement chamber to the outlet, their volume constantly decreasing and the pressure of the working fluid is increased accordingly.

Um eine einwandfreie und sichere Führung des scheibenförmigen Läufers gegenüber dem Gehäuse sicherzustellen, ist es auch bereits bekannt, neben der ersten Exzenteranordnung eine mit Abstand dazu angeordnete zweite Exzenteranordnung vorzusehen, deren Führungrwelle mit der Antriebswelle der ersten Exzenteranordnung über ein Getriebe zwangs-To ensure perfect and safe guidance of the disc-shaped rotor to ensure with respect to the housing, it is also already known, in addition to the first eccentric arrangement, one arranged at a distance from it provide a second eccentric arrangement, the guide shaft of which is forcibly connected to the drive shaft of the first eccentric arrangement via a gear

- 3 schlüssig verbunden ist (ältere Patentanmeldung P 3"¹ 07 231.3)·- 3 is positively connected (older patent application P 3 " ¹ 07 231.3) ·

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, den Antrieb für eine Verdrängermaschine der im Oberbegriff angegebenen Art weiter zu vereinfachen und den dafür erforderlichen Aufwand zu verringern.The object on which the invention is based is to provide the drive for a displacement machine of the type specified in the preamble Art to further simplify and reduce the effort required.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich gemäß dem Kennzeichen des Patentanspruchs 1, Gemäß der Erfindung wird also die zweite Exzenteranordnung der bekannten Verdrängermaschinenausführung durch einen Schwenkhebel ersetzt, der mit einem Ende gemäß einer zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung an dem Gehäuse und sit dem anderen Ende an einem an dem äußeren Rand des scheibenförmigen Läufers angeordneten Auge angelenkt ist. Diese Anlenkung des scheibenförmigen Läufers mittels des Schwenkhebels vereinfacht nun ganz wesentlich den Aufbau, da die gesamte zweite Exzenteranordnung mit ihrer Führungswelle und dem darüberhinaus erforderlichen Getriebeaufbau zum zwangsschlüssigen Antrieb dieser Führungswelle entbehrlich vird. Da der Anlenkpunkt des scheibenförmigen Läufers an dem Schwenkhebel nun aber keine Kreibewegung mehr, sondern eine bogenförmige, hin- und hergehende Schwenkbewegimg ausführt, ergeben sich gegenüber den bisher bekannten Verdrängermaschinen insofern Unterschiede, als die einzelnen Punkte des scheibenförmigen Läufers keine kongruenten Bewegungen auf exakten Kreisbahnen ausführen, sondern die Bahnen dieser Punkte voneinander unterschiedlich sind und eine mehr oder weniger verformte, angenäherte Kreisbahn bilden. Demzufolge verlaufen die Begrenzungswände der Verdrängerkammern nicht mehr genau nach einer regelmäßigen Spirale, sondern weichen mehr oder weniger davon ab. Da jedoch mit den heute möglichen Fertigungsmethoden unter Verwendung von NC-Maschinen sowie elektrochemischer Bearbeitungsverfahren auch komplizierteste Formen wirtschaftlich hergestellt werden können, machen derartige Formen, abgesehen vielleicht von der Ermittlung der erforderlichen Bahnkurven, keine besondere Schwierigkeiten mehr.The solution to this problem results from the characterizing part of claim 1. Thus, according to the invention, the second eccentric arrangement is used the known displacement machine version replaced by a pivot lever, which with one end according to an expedient Development of the invention on the housing and sit the other End is hinged to an arranged on the outer edge of the disc-shaped rotor eye. This articulation of the disc-shaped Runner by means of the pivot lever now significantly simplifies the structure, since the entire second eccentric arrangement with its guide shaft and the further necessary gear structure for positive locking Drive of this guide shaft is unnecessary. Since the point of articulation of the disc-shaped rotor on the pivot lever is now no more scrubbing, but an arcuate, to-and-fro movement Swivel movement executes, result compared to the previously known Displacement machines differ insofar as the individual points of the disk-shaped rotor do not have any congruent movements execute exact circular paths, but the paths of these points are different from each other and a more or less deformed, form an approximate circular path. As a result, the boundary walls of the displacement chambers no longer run exactly according to a regular one Spiral, but deviate more or less from it. However, since with the Production methods possible today using NC machines as well as electrochemical machining processes are also the most complex Molds that can be economically manufactured make such molds, aside perhaps from identifying the required ones Trajectories, no more special difficulties.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in schematischer Darstellung gezeigt, das im folgenden näher erläutertIn the drawing, an embodiment of the invention is in schematic Representation shown, which is explained in more detail below

wird. Dabei zeigt die Zeichnung eine stirnseitige Ansicht des Läufers der Verdrängermaschine mit der erfindungsgemäßen Antriebs- und Führungsanordnung.will. The drawing shows an end view of the rotor of the displacement machine with the drive according to the invention and guide arrangement.

In der Zeichnung ist mit 1 der scheibenförmige Läufer insgesamt bezeichnet, der an wenigstens einer Stirnseite, bevorzugt aber auf beiden Seiten zungen- oder leistenförmige, im wesentlichen spiralförmig verlaufende Verdrängerkörper 2 aufweist, von denen bei dem in der Zeichnung gezeigten Beispiel zwei ineinandergreifende dargestellt sind. Zu diesen Verdrängerkörpern gehören, wie in der Zeichnung nicht weiter dargestellt ist, jeweils eine Verdrängerkammer in dem feststehenden Gehäuse 10, die in diesem nach Art eines spiralförmigen Schlitzes eingearbeitet ist. Diese Verdränge rkammern verlaufen dabei jeweils von einem am äußeren Umfang des Gehäuses vorgesehenen Einlaßraum zu einem am inneren Umfang vorgesehenen Auslaßraum und weisen im wesentlichen parallele, im konstanten Abstand zueinander angeordnete Umfangswände auf, zwischen denen der Verdrängerkörper 2 gehalten wird. Der Verlauf der durch die Umhüllenden der Bahnkurven der Verdrängerkörperpunkte gebildeten Verdrängerkammerwände entspricht, wie oben bereits erwähnt wurde, bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel nicht mehr genau einer annähernd archimedischen Spirale, sondern weicht aufgrund der erfindungsgemäßen Führung des Läufers von dieser mehr oder weniger stark ab.In the drawing, the disk-shaped runner is denoted as a whole by 1, but preferably the one on at least one end face on both sides tongue-shaped or strip-shaped, essentially Has spiral displacement body 2, of which two interlocking in the example shown in the drawing are shown. As is not further shown in the drawing, these displacement bodies each have a displacement chamber in the fixed housing 10, which is incorporated in this in the manner of a spiral slot. These repressions R chambers each run from an inlet space provided on the outer circumference of the housing to one on the inner circumference provided outlet space and have substantially parallel, at a constant distance from one another circumferential walls, between which the displacement body 2 is held. The course of the displacement body points through the envelope of the trajectories The displacement chamber walls formed does not correspond, as has already been mentioned above, in the exemplary embodiment shown here more exactly an approximately Archimedean spiral, but deviates more from this due to the guidance of the rotor according to the invention or less strongly.

Die Krümmung des spiralförmigen Verdrängerkörpers 2 ist so bemessen, daß er die inneren und äußeren Umfangswände der Verdrängerkammer an mehreren Stellen, beispielsweise an jeweils zwei Stellen nahezu berührt. Beim Betrieb der Verdrängermaschine ergibt sich durch den exzentrischen Antrieb des scheibenförmigen, die Verdrängerkörper aufweisenden Läufers 1 eine durch die Umfangswände der Verdrängerkammer begrenzte Bewegung auf einer Bahn, die mehr oder weniger stark von einer Kreisbahn abweicht.The curvature of the spiral displacement body 2 is dimensioned so that he the inner and outer peripheral walls of the displacement chamber in several places, for example in two places almost touched. During operation of the displacement machine, the displacement body results from the eccentric drive of the disk-shaped drive having rotor 1 one through the peripheral walls of the displacement chamber limited movement on a path that deviates more or less from a circular path.

Infolge der mehrfachen, abwechselnden Annäherung der Verdrängerkörper 2 an die inneren und äußeren Umfangswände der zugeordneten Verdrängerkammer ergeben sich auf beiden Seiten der Verdrängerkörper sichelförmige, das Arbeitsmedium einschließende Arbeitsräume, dieAs a result of the multiple, alternating approach of the displacement bodies 2 on the inner and outer circumferential walls of the associated displacement chamber result on both sides of the displacement body sickle-shaped working spaces enclosing the working medium, the

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infolge des exzentrischen Antriebs der Verdrängerkörper durch die Verdrängerkammer in Richtung auf den Auslaß verschoben werden, wobei sich die Volumen dieser Arbeitsräume verringern und der Druck des Arbeitsmittels entsprechend erhöht wird.as a result of the eccentric drive, the displacement bodies are displaced through the displacement chamber in the direction of the outlet, whereby the volume of these working spaces is reduced and the pressure of the working medium is increased accordingly.

Der exzentrische Antrieb des die Verdrängerkörper aufweisenden Läufers 1 erfolgt nun mittels einer Exzenteranordnung 4-6, die nach Art eines Kurbeltriebes ausgebildet ist. Dabei ist mit 5 eine auf hier nicht näher dargestellte Weise zentral in dem Gehäuse 10 gelagerte Antriebswelle bezeichnet, die über einen Hebelarm 6 mit einem in dem scheibenförmigen Läufer 1 gelagerten Hubzapfen 4 verbunden ist. Die Lagerung dieses Hubzapfens 4 in dem scheibenförmigen Läufer 1 erfolgt, wie hier ebenfalls nicht weiter dargestellt ist, mit Hilfe eines Kugellagers, also möglichst reibungsarm.The eccentric drive of the rotor having the displacement body 1 now takes place by means of an eccentric arrangement 4-6, which is designed in the manner of a crank drive. With 5 one is on In a manner not shown in detail here, the drive shaft is centrally mounted in the housing 10 and is connected via a lever arm 6 with the drive shaft a crank pin 4 mounted in the disc-shaped rotor 1 is connected. The storage of this crank pin 4 in the disc-shaped As is also not shown here, rotor 1 takes place with the aid of a ball bearing, that is to say with as little friction as possible.

Am äußeren Rand des scheibenförmigen Läufers 1 ist ein Auge 5 angeordnet, an dem ein Ende 8 eines mit 7 bezeichneten Schwenkhebels angelenkt ist, dessen anderes Ende 9 an dem Gehäuse 10 schwenkbar gehalten ist. Diese Schwenkhebellagerung ersetzt eine zweite Exzenteranordnung und bewirkt eine Zwangsführung des scheibenförmigen Läufers 1 beim Antrieb der beispielsweise mit einem Antriebsmotor verbundenen Antriebswelle 5· Dabei führt der Schwenkhebel 7 während des mit dem Pfeil 11 angedeuteten Umlaufs der Antriebswelle 5 eine Schwenkbewegung auf einer kreisbogenförmigen Bahn 12 auf, womit auch die Anlenkstelle des scheibenförmigen Läufers 1 eine solche bogenförmige Bahn beschreibt. Die Bahnen der einzelnen Punkte des Verdränge rkörpers 2 entsprechen somit nicht genau einer Kreisbahn, sondern werden mit der Annäherung an den Anlenkpunkt des Schwenkhebels zunehmend verformt. Als Folge davon weichen die die Bahnen der einzelnen Punkte des Verdrängerkörpers begrenzenden Wände der Verdrängerkammern auch von der regelmäßigen Spiralform ab.An eye 5 is arranged on the outer edge of the disc-shaped rotor 1, to which one end 8 of a pivot lever designated 7 is articulated, the other end 9 of which is pivotable on the housing 10 is held. This pivot lever mounting replaces a second eccentric arrangement and effects a positive guidance of the disc-shaped rotor 1 when driving the drive shaft 5, which is connected, for example, to a drive motor of the revolution of the drive shaft 5 indicated by the arrow 11 a Pivoting movement on a circular arc-shaped path 12, whereby the articulation point of the disk-shaped rotor 1 is also such an arc-shaped one Orbit describes. The paths of the individual points of the displacement body 2 thus do not correspond exactly to a circular path, but rather are increasingly deformed as the pivot point of the pivot lever is approached. As a result, the paths of the individual are giving way Points of the displacement body delimiting walls of the displacement chambers also from the regular spiral shape.

Wie oben bereits erwähnt wurde, ist jedoch auch die Herstellung solcher komplizierter gestalteter Formen angesichts der heute möglichen Fertigungsmethoden mit Hilfe von NC-Maschinen sowie elektro-echemischerAs already mentioned above, however, the manufacture is also such Complicated shapes in view of the manufacturing methods possible today with the help of NC machines as well as electro-chemical ones

Bearbeitungsverfahren kein größeres Problem mehr. Auf der anderen Seite wird durch die Einsparung der zweiten Exzenteranordnung und der zum Antrieb dieser zweiten Exzenteranordnung von der ersten
Exzenteranordnung erforderlichen Getriebeanordnung eine erhebliche Aufwandsverminderung erreicht.Machining process no longer a major problem. On the other hand, by saving the second eccentric arrangement and that for driving this second eccentric arrangement from the first
Eccentric gear assembly required achieved a considerable reduction in effort.

Claims

EXPECTATIONS

(1 .J displacement machine for! Compressible media with at least a displacer arranged in a stationary housing and designed in the manner of a spiral-shaped slot rkammer and with a band or tongue-like, likewise spiral-shaped, assigned to each displacement chamber Displacement body on one opposite the housing eccentrically drivable disc-shaped rotor is held such that each of its points is one of during operation the circumferential walls of the displacement chamber limited, essentially executes movement formed by a circular path, and its curvature relative to that of the displacement chamber so dimensioned is that he has the inner and outer peripheral walls of the displacement chamber at least one continuously during operation advancing sealing line almost touched, characterized in that for guiding the rotor (1) opposite the housing (1O) one opposite to the eccentric arrangement (4 -6) spaced pivot lever (7) is provided.

2. Displacement machine according to claim 1, characterized in that the pivot lever (7) with one end (9) on the housing (1O) and the other end (β) is hinged to an eye (3) arranged on the outer edge of the disc-shaped rotor (1) is.