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Rotationsverdichter für Vakuum-Faß-Waagen zwecks Gülleausbringung
Die Erfindung betrifft einen Rotationsverdichter nach dem Oberbegriff desPatentanspruchs
1.
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Ein eingangs genannter Rotationsverdichter wird vorzugsweise für die
Vakkumerzeugung bei Pumpfässern zur Gülleausbringung mittels sogenannter Vakkum-Pump-Fässer
verwendet. Bisher war es bekannt, die in den Nuten des Rotors radial verschiebbar
gelagerten Lamellen mit Zylinderfedern zu belasten. Die Verwendung von Zylinderfedern
hat jedoch den Nachteil, daß die Federkennlinie relativ flach verläuft, d.h. gerade
dann, wenn die betreffende Lamelle einen Kompressionsdruck erzeugt, ist der Anpressdruck
der Lamelle an der Innenwandung des Zylindergehäuses nicht zufriedenstellend, so
daß durch Abheben der Lamelle von der Innenseite des Zylindergehäuses Geräusche
entstehen, und ein starker Leistungsabfall die Folge ist. Insbesondere bei niedrigen
Drehzahlen konnte kein ausreichendes Vakuum erzeugt werden.
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Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, einen Rotationsverdichter
für den eingangs genannten Zweck so weiterzubilden, daß eine Geräuschbildung in
wesentlichem Masse vermindert wird und daß auch bei geringen Drehzahlen ein gutes
Vakuum erzeugbar ist.
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Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen dem radial einwärts liegenden Grund der Nut und der zugewandten Stirnseite
der Lamelle ein oder mehrere Biegungsfedern mit progressiver Federkennlinie angeordnet
sind.
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Wesentliches Merkmal der Erfindung ist also der Ersatz der bekannten
Zylinderfedern durch Biegungsfedern mit progressiver Federkennlinie. Dies hat den
wesentlichen Vorteil, daß der Anpressdruck der Lamelle gegenüber der Innenseite
des Zylindergehäuses um so stärker wird, je stärker die betreffende Lamelle in der
ihr zugeordneten , veränderlichen, trapezförmigen Zelle des Zylindergehäuses eine
Kompression erzeugt.
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Hierdurch wird ein unzulässiges Abheben der Lamelle verhindert und
ein gutes Vakuum auch bei niedrigen Drehzahlen erreicht. Dies ist für den Einsatzzweck
des erfindungsgemässen Rotationsverdichters besonders wichtig, weil ein solcher
Rotationsverdichter von der Zapfwelle eines Traktors angetrieben wird und daher
mit niedrigen Drehzahlen läuft.
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Weiterer Nachteil der bekannten Zylinderfedern war, daß sie leicht
verschmutzen. Wenn bei einem Vakkumfass z.B. der Gülleschaum in den Rotationsverdichter
gelangt, dann verschmutzten die Zylinderfedern, setzten sich fest, so daß die Federkraft
stark herabgesetzt wurde und außerdem die Lamellen in ihre Nuten nicht mehr leicht
radial einwärts und auswärts verschiebbar waren.
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Mit der Verwendung von Biegungsfedern wird der wesentliche Vorteil
erreicht, daß solche Biegungsfedern wenig schmutzanfällig sind, so daß sich beim
Voll setzen mit Schmutz die Federkraft nicht ändert. Uberdies gibt es bei solchen
Biegungsfedern aufgrund ihres Durchbiegungsverhaltens einen Selbstreinigungseffekt.
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Es wird nach dem Gegenstand des Anspruches 2 besonders bevorzugt,
wenn als Biegungsfeder eine geschichtete Blattfeder verwendet wird. Eine solche
geschichtete Blattfeder wird bevorzugt nach dem Gegenstand des Anspruches 3 a1,
Halbelliptikfeder ausgebildet,
so daß die Federkraft mit zunehmender
Federverformung über-proportional (progressiv) zunimmt.
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Statt der Verwendung von Halbelliptikfedern können auch geschichtete
Blattfedern in der Formgebung als Rechteck-,Trapez- oder Dreieckfedern verwendet
werden.
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Nach einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es
nach dem Gegenstand des Anspruches 4 vorgesehen, daß die Blattfeder mit ihrem Mittenbereich
am Rotor befestigt ist, und daß sich die Enden an der Stirnseite der Lamelle axial
verschiebbar abstützen.
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Durch die axial verschiebbare Abstützung der Enden dieser Blattfeder
an den Stirnseiten der Lamellen wird der beschriebene Selbstreinigungseffekt erzielt,
nämlich wenn sich dort Schmutzteilchen festsetzen, werden diese aus den Nuten herausgeschoben
und können die Nute nicht verstopfen.
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Ebenso ist es in der Umkehrung dieser Ausführungsform nach dem Gegenstand
des Anspruches 5 vorgesehen, daß die Blattfeder mit ihrem Mittenbereich nicht am
Rotor, sondern an der gegenüberliegenden Stirnseite der Lamelle angeordnet ist.
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Statt einer durchgehenden, in Bezug zur Mitten-Längsachse spiegelsymmetrisch
ausgebildetenlBiegungsfeder kann nach dem Gegenstand des Anspruches 6 auch eine
Blattfeder verwendet werden, die aus zwei zueinander spiegelsymmetrischen Federhälften
besteht, von denen jede mit einem Ende am Rotor befestigt ist und sich mit dem anderen
Ende an der gegenüberliegenden Lamelle abstützt.
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Ebenso ist selbstverständlich auch die Umkehrung möglich, daß jede
Federhälfte an der Lamelle befestigt ist und sich mit dem qegenüberliegenden Ende
axial verschiebbar
am Rotor abstützt.
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Der Erfindungsgegenstand der vorliegenden Erfindung ergibt sich nicht
nur aus dem Gegenstand der einzelnen Patentansprüche, sondern auch aus der Kombination
der einzelnen Patentansprüche untereinander.
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Alle in den Unterlagen offenbarten Angaben und Merkmale, insbesondere
die in den Zeichnungen dargestellte räumliche Ausbildung werden als erfindungswesentlich
beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik
neu sind.
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Im folgenden wird die Erfindung anhand von mehreren Ausführungswege
darstellenden Zeichnungen näher erläutert.
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Hierbei gehen aus den Zeichnungen und ihrer Beschreibung weitere erfindungswesentliche
Merkmale und Vorteile der Erfindung hervor.
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Es zeigen: Figur 1: schematisierter Längsschnitt durch einen Rotationsverdichter,
Figur 2:,Teilschnitt aemäss der Linie 11-11 in Figur 1,
Figur 3: ein gegenüber Figur 2 abgewandeltes Ausführungsbeispiel der Befestigung
der Biegungsfeder, Figur 4: schematisiert die Darstellung einer weiteren Ausführungsform
einer Biegungsfeder, Figur 5: schematisiert gezeichnete Teildarstellung einer weiteren
Ausführungsform einer Biegungsfeder.
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Der Rotationsverdichter nach Figur 1 weist ein Zylindergehäuse 3 auf,
in dem eine Antriebswelle 20 drehbar gelagert ist, die drehfest mit einem exzentrischen
Rotor
2 verbunden ist. Im Rotor 2 sind schräg radial nach aussen gerichtete Nuten 15,16,17,18
gleichmässig verteilt am Umfang angeordnet, wobei in jeder Nute eine radial verschiebbare
Lamelle 10,11,12,13 angeordnet ist. In derAbbildung ist nicht dargestellt, daß am
Grund jeder Nut 15 - 18 eine Biegungsfeder angeordnet ist, die sich mit ihrem elastisch
verformbaren Teil an der gegenüberliegenden Stirnseite der zugeordneten Lamelle
10-13 abstützt. Hierdurch wird jede Lamelle 10-13 sowohl durch Fliehkraft bedingt,
als auch durch die Federkraft der Biegungsfeder in Pfeilrichtung 1 radial auswärts
gegen die Innenseite des Zylindergehäuses 3 gepresst.
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BeiDrehung desRotors 2 in Pfeilrichtung 5 wird Luft in Pfeilrichtung
8 angesaugt und strömt in den Einlass 9 des Rotationsverdichters.Sie wird hierbei
in den sichelförmigen Raum zwischen Rotor 2, Zylindergehäuse 3 und zwei benachbarten
Lamellen 12,13 aufgenommen und mit zunehmender Drehung in Pfeilrichtung 5 verdichtet.
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Bei Position 4 besteht der höchste Verdichtungsdruck, und damit auch
die höchste Rückstellkraft auf die dort befindliche Lamelle, die deshalb - um ein
Abheben von dem Zylindergehäuse 3 zu vermeiden- mit hoher Federkraft gegen das Zylindergehäuse
3 gepresst werden muss.
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Sobald die in Arbeitsrichtung vorne liegende Lamelle 11 den Auslass
19 erreicht hat, strömt die verdichtete Luft in Pfeilrichtung 6 über ein Auslassventil
23 in Pfeilrichtung 7 dem Auslass zu. Der Auslass wird hierbei durch ein nicht näher
zu beschreibendes federgestütztes Auslassventil gebildet.
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In Figur 2 ist erkennbar, daß die einen Lamellen 10,13 relativ weit
radial auswärts in den ihnen zugeordneten Nuten 15,18 verschoben sind, während die
anderen Lamellen 11,12, radial einwärts in die zugeordneten Nuten 16,17 eingeschoben
sind.
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Aus Figur 2 geht hervor, daß die zugeordnete Biegungsfeder aus einer
geschichteten Blattfeder 21 besteht, die aus in der Länge unterschiedlichen Feder
21a, 21b, 21c besteht. Der Mittenbereich der Blattfeder 21 ist bei Position 22 mit
dem Rotor 2 verbunden und die an derLamelle 10,13 anliegenden Enden 24,25 sind in
den Pfeilrichtungen 26,27 radial verschiebbar an der zugeordnetenStirnseite der
Lamelle 10,13 abgestützt. Hierdurch werden die in die Nuten 15,18 eindringenden
Schmutzteilchen in den Pfeilrichtungen 26,27 aus dem Rotor 2 herausbefördert und
können die Nuten nicht zusetzen.
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Anhand der Lamellen 11,12 ist sichtbar, daß die Blattfeder 21 vollständig
zusammengedrückt ist und daher ihre größte Federkraft erzeugt.
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Damit die Befestigung bei Position 22 nicht mit der gegenüberliegenden
Stirnseite der Lamelle kollidiert, ist die Stirnseite jeder Lamelle 10-13 mit einer
Aussparung 29 vetsehen.
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Die Fig. 3 zeigt, daß statt einer mehrfach geschichteten Blattfeder
auch eine einfache Blattfeder 31 verwendet werden kann, die bei Position 28 mit
dem Rotor 2 verbunden ist.
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Statt der Anordnung einer einzigen Blattfeder 31 kann auch unter Hinzunahme
der gestrichelten Darstellung (Blattfeder 30) eine X-förmige Anordnung vorgesehen
sein, wobei die beiden Blattfedern 30,31 bei Position 28 miteinander verbunden sind,
und sich die obere Blattfeder 31 an der Stirnseite der zugewandten Lamelle abstützt
und die untere Blattfeder 30 am Nutengrund der Nut im Rotor 2.
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In Fig. 4 ist gezeigt, daß die Biegungsfeder auch aus zwei zueinander
spiegelsymmetrischen Blattfedern 32,33
bestehen kann, die mit ihren
auswärts liegenden Enden bei Position 34,35 mit dem Rotor 2 verbunden sind, und
die mit ihren einwärts liegenden Enden sich in den Pfeilrichtungen 26,27 verschiebbar
an den zugeordneten Stirnseiten der Lamellen 10-13 abstützen.
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Die Figur 5 zeigt die Umkehrung für die in den Figuren 2 - 4 dargestellten
Ausführungsbeispiele. Dort wird am Beispiel der Blattfeder 36 erläutert, daß es
für alle vorher dargestellten Blattfedern möglich ist, diese jeweils an der zugeordneten
Lamelle bei Position 37 zu befestigen, wobei die Befestigungsstelle im Bereich einer
Aussparung 29 angeordnet wäre.
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Für dieses Ausführungsbeispiel würden dann die Enden 24,25 in den
Pfeilrichtungen 26,27 verschiebbar am Nutengrund der zugeordneten Nute 15-18 im
Rotor 2 anliegen.
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ZEICHNUNGS-LEGENDE 1 Pfeilrichtung 2 Rotor 3 Zylindergehäuse 4 Position
5 Pfeilrichtung 6 Pfeilrichtung 7 Pfeilrichtung 8 Pfeilrichtung 9 Einlaß 10 Lamelle
11 Lamelle 12 Lamelle 13 Lamelle 15 Nut (Lamelle 1o) 16 Nut (Lamelle 11) 17 Nut
(Lamelle 12) 18 Nut (Lamelle 13) 19 Auslaß 20 Antriebswelle 21 Blattfeder 21a, 21b,
21c Feder 22 Position 23 Auslaßventil 24 Ende 25 Ende 26 Pfeilrichtung 27 Pfeilrichtung
28 Position 29 Aussparung 30 Blatt feder 31 Blattfeder 32 Blattfeder 33 Blattfeder
34 Position 35 Position 36 Blattfeder 37 Position
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