DE3317696C2 - - Google Patents
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
- F01C19/00—Sealing arrangements in rotary-piston machines or engines
- F01C19/08—Axially-movable sealings for working fluids
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Applications Or Details Of Rotary Compressors (AREA)
- Sealing Using Fluids, Sealing Without Contact, And Removal Of Oil (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Verdrängermaschine für kompressible
Medien gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Eine derartige Verdrängermaschine ist aus der DE-OS 31 41 525 bekannt. Bei
dieser Maschine werden die in axialer Richtung verbleibenden Spalte zwischen
dem umlaufenden Läufer und dem feststehenden Gehäuse auch schon durch
axiale Dichtelemente abgedichtet. Nun hat sich jedoch gezeigt, daß bei
einer derartigen Maschine, bedingt durch Druckdifferenzen im Arbeitsmittel,
ein Axialschub auf den Läufer ausgeübt wird, der dazu führt, daß dieser
mit einer Stirnseite gegen das feststehende Gehäuse gedrückt wird. Diese
Druckdifferenz im Arbeitsmittel kann dabei schon dadurch entstehen, daß
das Arbeitsmittel im Bereich des radial inneren Auslaßraums von der einen
Seite der Läuferscheibe durch in dieser angebrachte Ausnehmungen auf die
andere, einen Auslaßstutzen aufweisende Seite gefördert werden muß, wodurch
infolge der Drosselung ein Druckabfall entsteht.
Dieser, wenn auch relativ geringe Axialschub auf den Läufer der Verdränger
maschine führt jedoch dazu, daß entweder die axial verschiebbaren, feder
belasteten Dichtungen überbeansprucht werden, oder aber dazu, daß eine zu
sätzliche Axiallagerung der Läuferscheibe bzw. der mit der Läuferscheibe
starr verbundenen Antriebswelle vorgesehen werden muß. Prinzipiell ist es
sowohl aus der US-PS 41 92 152, als auch aus der EP 65 261 bekannt, in axi
aler Richtung starr und unverschiebbar gehaltene Dichtelemente vorzusehen.
In diesen Fällen ist jedoch ein Ausgleich von Einbautoleranzen und Wärme
dehnungen nicht möglich.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht daher darin,
die geschilderten Nachteile zu vermeiden und darüberhinaus eine
in axialer Richtung eindeutig fixierte Lage des Läufers in dem
Gehäuse zu erreichen.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß dem Kennzeichen des Pa
tentanspruchs 1.
Erfindungsgemäß wird also eines der Dichtelemente, und zwar eines
auf der Seite, an der der Läufer infolge des Axialschubes am Gehäu
se zur Anlage kommt, als in axialer Richtung starr und unverschieb
bar ausgebildet, so daß es, insbesondere wenn es mit einer Gleit
lager-Material-Paarung versehen ist, neben seiner Dichtfunktion auch
eine Axiallagerfunktion ausübt. Dabei wird der Axialschub ausgenutzt,
um eine eindeutige axiale Fixierung des Läufers in dem Gehäuse zu
erreichen, so daß auch die übrigen, elastisch nachgiebigen Dicht
elemente hinsichtlich ihres Federweges besser und genauer ausgelegt
werden können. Da das Lagerdichtelement einen offenen, spiralförmigen
Ring darstellt, der sich im allgemeinen über mehr als 360° des Läu
ferumfanges erstreckt, ergibt sich eine günstige axiale Fixierung
des Läufers ohne die Gefahr der Verkantung. Die in Kontakt miteinander
befindlichen Flächen sind dabei so bemessen, daß die spezifische Be
lastung gering bleibt.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung kann da
bei das Dichtelement aus einer in einer Nut des Läufers oder auch
des Gehäuses gehaltenen spiralförmigen Leiste aus einem ölgetränkten
Grauguß- oder auch Bronzematerial und die mit diesem zusammenwirkende
Dichtfläche aus einer in der Gehäuse- bzw. Läuferausnehmung gehal
tenen Stahlblecheinlage bestehen.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung darge
stellt, das im folgenden näher erläutert wird. Die Zeichnung zeigt
in teils schematischer Darstellungsweise in
Fig. 1 einen teilweisen Längsschnitt durch den Läufer
und das Gehäuse einer Verdrängermaschine und
Fig. 2 einen vergrößerten Ausschnitt aus der Fig. 1
mit dem erfindungsgemäßen Dichtelement.
In der Zeichnung ist mit 1 insgesamt eine Verdrängermaschine be
zeichnet, die ein zweiteiliges Gehäuse 2a, 2b aufweist, in dem je
weils zwei in Form spiralförmiger Schlitze 9, 10 bzw. 11, 12 aus
gebildete Verdrängerkammern angeordnet sind. Weiter ist ein schei
benförmiger Läufer 3 vorgesehen, der mit einer Nabe 4 auf einer
hier nicht weiter gezeigten Exzenteranordnung einer Antriebswelle
so gehalten ist, daß während des Betriebes jeder Punkt des Läu
fers eine durch die Exzentrizität der Exzenteranordnung bestimmte
Kreisbewegung ausführt.
An der Läuferscheibe 3 sind auf beiden Seiten jeweils zwei leisten-
oder zungenartige Verdrängerkörper 5, 6 bzw. 7, 8 angeordnet, die
in die Verdrängerkammern 9 bis 12 hineinragen. Dabei weisen die
Verdrängerkörper 5 bis 8 ebenfalls eine Spiralform auf, deren Krüm
mung gegenüber derjenigen der Verdrängerkammern so bemessen ist,
daß jeder Verdrängerkörper die radial inneren und äußeren Umfangs
wände der zugeordneten Verdrängerkammer an jeweils mindestens ei
ner beim Betrieb kontinuierlich fortschreitenden Dichtungslinie nahe
zu berührt.
Eine derartige Verdrängermaschine
kann als Kompres
sor zur weitgehend pulsationsfreien Förderung eines beispielsweise
aus Luft oder einem Luft-Kraftstoff-Gemisch bestehenden gasförmigen
Arbeitsmittels verwendet werden. Insbesondere kann eine derartige
Maschine mit Vorteil für Aufladezwecke von Brennkraftmaschinen her
angezogen werden.
Während des Betriebs eines solchen Kompressors werden entlang der
spiralförmig im Gehäuse angeordneten Verdrängerkammer zwischen dem
ebenfalls spiralförmig ausgebildeten Verdrängerkörper und den bei
den Umfangswänden der Verdrängerkammer mehrere, etwa sichelförmige
Arbeitsräume eingeschlossen, die sich von dem Einlaß durch die Ver
drängerkammer hindurch zum Auslaß hin bewegen, wobei ihr Volumen
ständig verringert und der Druck des Arbeitsmittels dementspre
chend erhöht wird.
In der vorliegenden Zeichnung ist mit 13 ein radial äußerer Ein
laßraum bezeichnet, der auf hier nicht weiter gezeigte Weise mit
den Einlaßöffnungen der beiden, in jeder Gehäusehälfte 2a, 2b an
geordneten spiralförmigen Verdrängerkammern 9, 10 bzw. 11, 12 ver
bunden ist. Am radial inneren Ende der spiralförmigen Verdränger
kammern sind diese auf hier ebenfalls nicht gezeigte Weise mit Aus
laßräumen 14a bzw. 14b verbunden, die über in der Läuferscheibe 3
angeordnete Durchbrüche 15 miteinander in Verbindung stehen. Der
Auslaßraum 14a ist dann mit einem Auslaßstutzen zur Abführung des
gasförmigen Arbeitsmittels versehen, so daß das in dem Auslaßsammel
raum 14b angesammelte Druckmittel in Richtung des Pfeiles durch
den Durchbruch 15 in den Auslaßsammelraum 14a und von dort in den
Auslaßstutzen strömt.
Zur Abdichtung der zwischen dem feststehenden Gehäuse 2a, 2b und
der exzentrisch angetriebenen Läuferscheibe 3 bzw. den Verdränger
körpern 5 bis 8 gebildeten axialen Dichtspalte sind Dichtelemente
vorgesehen, die in einem der Bauteile gehalten und mit Dichtflächen
an dem anderen Bauteil zur gasdichten Abdichtung zusammenwirken.
Diese Dichtungen bestehen, wie im Fall der Dichtungen 18 und 20, aus
spiralförmig ausgebildeten Dichtleisten, die in spiralförmigen Nu
ten an den Verdrängerkörpern 6 bis 8 bzw. an den Stirnflächen der
an der Läuferscheibe 3 zur Anlage kormenden Gehäusewände gehal
ten sind, wobei im Grund der Nuten federnd elastische Mittel, bei
spielsweise Federn oder auch gummielastische Ringe, vorgesehen sind.
Diese federnd elastischen Mittel drücken die Dichtleisten elastisch
nachgiebig an die jeweils an dem anderen Bauteil angeordneten Dicht
flächen. Diese Dichtflächen können gegebenenfalls durch an dem je
weiligen Bauteil aufgelegte oder auch dort durch Kleben oder der
gleichen befestigte Blecheinlagen gebildet sein, wie dies in der
Zeichnung durch die Einlagen 19 und 21 am Grund der Verdrängerkam
mern 10 bis 12 bzw. auf der Läuferscheibe 3 zwischen den Verdränger
körpern 5 bis 8 angedeutet ist.
Erfindungsgemäß ist nun eines der Dichtelemente, in dem hier
gezeigten Ausführungsbeispiel das Dichtelement 16 an der Stirn
seite des Verdrängerkörpers 5, nicht elastisch nachgiebig, son
dern axial unverschiebbar in einer Nut 22 gehalten und soll nach
Art eines Axialgleitlagers eine axiale Fixierung der gesamten
Läuferscheibe 3 und der daran angebrachten Verdrängerkörper 5
bis 8 bewirken. Dabei kann diese Dichtleiste 16 vorzugsweise
aus einem getränkten Grauguß- oder Bronzematerial bestehen, das
mit einer im Grund der Verdrängerkammer 9 angeordneten Stahlblech
einlage 17 zusammenwirkt. Möglicherweise wären aber auch andere
Gleitlagermaterialpaarungen für die Dichtelemente 16 und 17 ein
setzbar.
Dieses axial unnachgiebige Dichtelement 16 ist nun auf der Seite
der Läuferscheibe 3 angeordnet, auf der diese durch den sich auf
grund unterschiedlicher Drücke des Arbeitsmittels ausbildenden
Axialschub gegen das Gehäuse 2a gedrückt wird. Diese unterschied
lichen Drücke des Arbeitsmittels ergeben sich dabei dadurch, daß
auf dem Weg des Arbeitsmittels von dem Auslaßsammelraum 14b zu
dem direkt in den Auslaßstutzen führenden Auslaßsammelraum 14a eine
Drosselung in dem Verbindungsdurchbruch 15 stattfindet, der einen
Druckabfall bewirkt. Dieser, wenn auch geringe Druckabfall erzeugt
aber einen Axialschub auf den Läufer 3, der diesen ständig an die
Seite des Gehäuseteils drückt, das den hier nicht weiter gezeig
ten Auslaßstutzen aufweist.
Um eine Überbeanspruchung der federnd elastisch nachgiebigen Dicht
elemente 18 bzw. 20 zu vermeiden, ist nun das als Axiallager wir
kende feststehende Dichtelement 16 vorgesehen, das aufgrund seiner
Spiralform auf einem mehr als 360° ausmachenden Umfangsbereich eine
definierte Anlage des Verdrängerkörpers 5 an dem Gehäuse 2a sicher
stellt und damit eine eindeutige Fixierung des Läufers 3 im Gehäu
se 2a, 2b bewirkt. Diese durch die Zusammenwirkung des Axialschubes
und des feststehenden, als Axialgleitlager wirkenden Dichtelemen
tes 16 hervorgerufene axiale Fixierung des Läufers 3 bewirkt anderer
seits, daß die an den übrigen Dichtstellen vorgesehenen elastisch
nachgiebigen Dichtelemente 18 und 20 hinsichtlich ihres axialen
Verstellweges genauer und gleichmäßiger eingestellt werden kön
nen, so daß eine höhere Lebensdauer der Dichtelemente unter
sicherer Vermeidung von Überbeanspruchungen erreicht wird.
Es sei noch darauf hingewiesen, daß diese feststehende Dicht
leiste entweder an dem Läufer oder auch an dem Gehäuse ange
bracht sein kann. Wesentlich ist jedoch, daß nur eines der Dicht
elemente als feststehendes Axialgleitlager ausgebildet ist, um
eine Überbestirmung der Axialfixierung des Läufers zu vermeiden.
Claims (3)
1. Verdrängermaschine für kompressible Medien mit wenigstens ei
ner in einem feststehenden Gehäuse angeordneten, nach Art ei
nes spiralförmig verlaufenden Schlitzes ausgebildeten Verdrän
gerkammer und mit einem jeder Verdrängerkammer zugeordneten und
in diese eingreifenden, ebenfalls spiralförmig ausgebildeten,
leisten- oder zungenartigen Verdrängerkörper, der auf einem ge
genüber dem Gehäuse exzentrisch antreibbaren scheibenförmigen
Läufer gehalten ist, wobei der Läufer durch in dem Arbeitsmit
tel auftretende Druckdifferenzen in axialer Richtung zur Anlage
einer Seite des Läufers an dem Gehäuse belastet wird, und wobei
zur Abdichtung der zwischen dem feststehenden Gehäuse und dem
umlaufenden Läufer gebildeten axialen Spalte leisten- oder band
förmige Dichtelemente vorgesehen sind, die an der Stirnseite
des einen Bauteils verschiebbar gehalten und durch federnd
elastische Mittel gegen eine an der Stirnseite des anderen Bau
teils angeordnete Dichtfläche gepreßt sind, dadurch gekennzeich
net, daß eines der Dichtelemente (16, 18, 20) auf der an dem
Gehäuse (2a, 2b) zur Anlage kormenden Seite des Läufers (3) in
axialer Richtung starr und unverschiebbar gehalten ist.
2. Verdrängermaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
für das unverschiebbar gehaltene Dichtelement (16) und die mit
diesem zusammenwirkende Dichtfläche (17) eine Gleitlager-Material-
Paarung vorgesehen ist.
3. Verdrängermaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das unver
schiebbar gehaltene Dichtelement (16) aus einer in einer Nut (22) des
Läufers (3, 5) oder des Gehäuses (2a, 2b) gehaltenen spiralförmigen Leiste
(16) aus einem ölgetränkten Graugußmaterial und die mit diesem zusammen
wirkende Dichtfläche aus einer in der Gehäuse- bzw. Läuferausnehmung (9)
gehaltenen Stahlblecheinlage (17) besteht.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19833317696 DE3317696A1 (de) | 1983-05-16 | 1983-05-16 | Verdraengermaschine fuer kompressible medien |
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---|---|
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DE3317696C2 true DE3317696C2 (de) | 1992-02-06 |
Family
ID=6199045
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19833317696 Granted DE3317696A1 (de) | 1983-05-16 | 1983-05-16 | Verdraengermaschine fuer kompressible medien |
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Families Citing this family (3)
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---|---|---|---|---|
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AU551894B2 (en) * | 1981-05-11 | 1986-05-15 | Sanden Corporation | Seal for scroll member in scroll pump |
DE3141525A1 (de) * | 1981-10-20 | 1983-05-11 | Volkswagenwerk Ag, 3180 Wolfsburg | Verdraengermaschine fuer kompressible medien |
-
1983
- 1983-05-16 DE DE19833317696 patent/DE3317696A1/de active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
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DE3317696A1 (de) | 1984-11-22 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: VOLKSWAGEN AG, 3180 WOLFSBURG, DE |
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8120 | Willingness to grant licenses paragraph 23 | ||
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
D2 | Grant after examination | ||
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