DE3344309A1

DE3344309A1 - Rotationskompressor

Info

Publication number: DE3344309A1
Application number: DE19833344309
Authority: DE
Inventors: Yukio Kazo Saitama Horikoshi; Hiroshi Utsunomiya Tochigi Sakamaki; Susumu Hanyu Saitama Sugishita
Original assignee: Nippon Piston Ring Co Ltd
Current assignee: Nippon Piston Ring Co Ltd
Priority date: 1982-12-11
Filing date: 1983-12-07
Publication date: 1984-06-14
Also published as: GB8333063D0; JPS59105991A; GB2131879A; GB2131879B; CA1227469A; DE3344309C2; FR2537665A1; US4564344A; JPH0151911B2; FR2537665B1

Description

Die Erfindung betrifft einen Rotationskompressor, der mit einer Drehhülse versehen ist, welche in einem Mittelgehäuse zwecks Rotation mit einer Vielzahl von Flügeln angeordnet ist, die radial gleitbar in dem Rotor eingepaßt sind, welcher exzentrisch in der Drehhülse angeordnet und als Lader für eine Kraftfahrzeugverbrennungsmaschine eingesetzt werden kann, und insbesondere einen Luftlagerraum, der zwischen dem Außenumfang der Drehhülse und dem Innenumfang des Mittelgehäuses angeordnet ist, um die Drehhülse schwimmend zu lagern.

In der japanischen Patentanmeldung 58-65988 ist ein Rotationskompressor beschrieben, der mit einer Drehhülse versehen is.t, die zwischen dem Mittelgehäuse und dem Rotor angeordnet ist und schwimmend von einem komprimierbaren Fluid gelagert wird. Der Kompressor ist besonders für einen Lader bzw. Vorverdichter für die Verwendung bei einem Kraftfahrzeugmotor geeignet, der über einen weiten Geschwindigkeitsbereich arbeiten soll. Die Drehhülse dreht sich zusammen mit den Flügeln, um Reibungshitze als auch Abrieb an der Spitze eines jeden Flügels zu beseitigen. Jedoch besteht die Möglichkeit

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eines Abnutzens und Festfreßprobleme , wenn Luft in dem Kompressionsraum hoch verdichtet wird, der von Drehhülse, Rotor und benachbarten Flügeln begrenzt ist, um die Drehhülse in Bezug auf den Innenumfang des Mittelgehäuses zu drücken.

Ein Gegenstand der Erfindung ist ein Rotationskompressor, bei welchem eine Drehhülse in einem Mittelgehäuse zwecks Rotation mit einer Vielzahl von Flügeln angeordnet ist, die radial gleitbar in einem Rotor aufgenommen sind, der exzentrisch in der Drehhülse angeordnet und an einem Abnutzen des Innenumfanges des Mittelgehäuses gehindert ist, wenn er zum Kompressionsseiten-Innenumfang des Mittelgehäuses durch die Hochdruckluft in dem Kompressionsraum verlagert wird.

Zu diesem Zweck ist der Kompressor gemäß Erfindung, welcher eine Drehhülse aufweist, die in einem Mittelgehäuse zwecks Rotation mit einer Vielzahl von Flügeln angeordnet ist, die radial gleitbar in einem Rotor enthalten sind, der exzentrisch in der Drehhülse angeordnet ist, wobei ein Luftlagerraum zwischen dem Außenumfang der Drehhülse und dem Innenumfang des Mittelgehäuses begrenzt ist und Abgabe- und Saugkammern vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftlagerraum über die Drosseln mit in dem Kompressor verdichteter Luft gespeist wird, die in der Kompre.ssionsseite des Mittelgehäuses angeordnet sind. Die Hochdruckluft wird zu einem Hochdruck-Durchgang in der Kompressionsseite des Mittelgehäuses über ein Hochdruckloch, welches sich von der Abgabekammer zu den Verbindungsflächen der Seiten- und Mittelgehäuse erstreckt und einer Hochdruckausnehmung geleitet, die sich längs den Verbindungsflächen erstreckt , um das Hochdruckloch zu kreuzen, wobei die Luft dann in den Luftlagerraum durch eine Vielzahl von Drosseln eingeblasen wird, die zum Innenumfang der Kompressionsseite

des Mittelgehäuses von dem Hochdruckdurchgang geöffnet sind. Die eingeblasene Luft in der Kompressionsseite des Luftlagerraumes produziert einen statischen Druck, um die Drehhülse zurückzudrücken und sie daran zu hindern, den Innenumfang des Mittelgehäuses zu berühren. Der Luftlagerraum ist innen entweder mit der Atmosphäre über vordere und rückwärtige Luftrückführeinrichtungen in den Saugseite-Innenflächen der vorderen und rückseitigen Seitengehäuse, wobei sich ein Luftrückkehrdurchgang durch das Mittelgehäuse erstreckt, um die beiden Luftrückkehrausnehmungen zu kreuzen, wobei ein Abzug von dem Luftrückkehrdurchgang zur Atmosphäre abzweigt oder zu der Saugkammer durch ein Niederdruckloch in dem Seitengehäuse verbunden, um den Luftrückkehrdurchgang mit der Saugkammer zu verbinden. Die Luft strömt schnell aus der Kompressionsseite zu der Saugseite des Luftlagerraumes und erzeugt leicht einen dynamischen Druck, um die Drehhülse schwimmend zu lagern.

Die Erfindung wird nachfolgend an Ausführungsbeispielen anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen: _ '

Fig. 1 perspektivisch eine Anordnung gemäß Erfindung, wobei ein Teil weggebrochen ist,

um die Innenseite des Rotationskompressors freizulegen,

Fig. 2 eine axiale Schnittansicht des Kompressors nach Fig. 1,

Fig. 3 eine Schnittansicht längs der Linie III-III

in Fig. 2,

Fig. 4 · eine etwas vergrößerte Schnittansicht der

Anordnung nach Fig. 1,

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Fig. 5 eine Schnittansicht einer anderen Ausfüh-

rungsform ähnlich Fig. 3,

Fig. 6 eine Schnittansicht längs der Linie VI-VI in Fig. 5,

Fig. 7 eine .Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform ähnlich Fig. 3,

Fig. 8 und 9 Schnittansichten weiterer Ausführungsformen

ähnlich Fig. 6.

Der Kompressor gemäß Erfindung weist nach Fig. 1 einen Rotor 10 auf, der mit einer Drehwelle 12 versehen ist, die drehbar -in Lagern 18, 19 in entsprechenden vorderen und rückwärtigen Seitengehäusen 21, 23 gelagert ist und an ihrem vorderen Ende an einer Scheibe 14 befestigt ist, welche von einem nicht gezeigten Motor gedreht werden kann. Eine Vielzahl von Flügeln 16 ist radial gleitbar in entsprechenden Flügelausnehmungen in dem Rotor 10 eingepaßt. Die Drehhülse 30 ist innerhalb des Mittelgehäuses 22 angeordnet, um einen Luftlagerraum dazwischen mit • einer Breite von 0,02 bis 0,15 mm zu begrenzen. Eine Dichtung ist zwischen dem rückwärtigen Seitengehäuse und der rückwärtigen Abdeckung 24 vorgesehen, in welcher die Entladekammer 41 und die Saugkammer (nicht gezeigt) vorgesehen sind.

Wie in Fig. 2 und 4 gezeigt ist, erstreckt sich jeder Flügel 16 radial von der Ausnehmung 15 und weist eine Spitze auf, die im Kontakt mit dem Innenumfang der Drehhülse 30 ist. Die Entladekammer 41 ist innen mit einem Ablaßdurchgang 42 über ein Abgabeventil 60 verbunden, und die Saugkammer 51 ist mit einem Saugdurchgang 52 verbunden. Bolzen 27 erstrecken sich durch die dicken Wandabschnitte 28 des Mittelgehäuses 22, um die vorderen

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und rückwärtigen Seitengehäuse 21, 23, das Mittelgehäuse 22 und die rückwärtige Abdeckung 24 axial zu fixieren. Das rückwärtige Seitengehäuse 23 weist ein Hochdruckloch

44 auf, das sich von dem Ablaßventil 60 zu der Verbindungs-.5 fläche zwischen dem Mittelgehäuse 22 und dem rückwärtigen Seitengehäuse 23 erstreckt. Das Mittelgehäuse 22 ist an seiner rückseitigen Fläche mit einer Hochdruckausnehmung

45 versehen, die einen Kreisbogen mit einem eingeschlossenen Winkel von weniger als 170° bildet, um das Hochdruckloch 44 zu kreuzen. Das Mittelgehäuse 22 weist eine Vielzahl von Hochdruckdurchgängen 46 auf, die sich axial von der Hochdruckausnehmung 45 erstrecken. Jeder Hochdruckdurchgang 46 ist mit einer Vielzahl von Drosseln 47 versehen, welche zu dem Innenumfang der Kompressionsseite des Mittelgehäuses 22 geöffnet sind. Somit ist die Entladekammer innen mit dem Luftlagerraum 40 verbunden. Die Entladekammer 41 ist ebenfalls mit der Flügelausnehmung 15 über die Zwischenschaltung eines inneren Hochdruckloches 48 verbunden, das sich von dem Auslaßdurchgang 42 erstreckt und eine innere Hochdruckausnehmung 49 kreuzt, während sich jeder Flügel 16 in der Kompressionsseite befindet.

Die Saugkammer 51 in der rückwärtigen Abdeckung 24 ist mit einer rückwärtigen Niederdruckausnehmung 55 in dem Mittelgehäuse 22 über ein Niederdruckloch 54 in dem rückwärtigen Seitengehäuse verbunden. Ein Luftrückführdurchgang 5,6 erstreckt sich durch das Mittelgehäuse 22, um die vorderen und rückwärtigen Niederdruckausnehmungen 55 zu verbinden. Die beiden Niederdruckausnehmungen 55 sind symmetrisch ausgebildet und mit dem Luftlagerraum 40 unter Zwischenschaltung der vorderen und rückwärtigen Luftrückkehrausnehmungen 57 verbunden, die sich radial von dem Luftlagerraum 40 zu der Niederdruckausnehmung 55 erstrecken. Der Luftrückführdurchgang 56 ist zur Atmosphäre über einen Abzug 50 abgezweigt, in

welchem ein nicht gezeigtes Steuerventil angeordnet ist. Somit ist der Luftlagerraum 40 innen mit der Saugkammer 51 oder der Atmosphäre verbunden. Die Saugkammer ist ebenfalls mit der Flügelausnehmung 15 in der Saugseite über ein inneres Niederdruckloch 58 in dem rückwärtigen Seitengehäuse 23 und einer inneren Niederdruckausnehmung 59 verbunden. In dem Fall, daß der Kompressor einen hohen Verdichtungsgrad aufweisen muß, sind der Luftrückführdurchgang und die Ausnehmungen 56, 57 und das Niederdruckloch und die Ausnehmung 54, 55 fortgelassen.

Wie in Fig. 2 gezeigt ist, sind die Lager 18, 19 in den vorderen und rückwärtigen Seitengehäusen 21, 23 enthalten, um die Drehwelle 12 zu lagern, die mit der Scheibe 14 durch Zwischenschaltung einer elektromagnetischen Kupplung lösbar verbunden ist. Die Seitengehäuse 21, 23 weisen Innenflächen auf, die mit ringförmigen Ausnehmungen 26 versehen sind, in denen ölfreie Lagerglieder 25 zwecks glatten Kontakts mit den Seitenflächen der Drehhülse '30 eingebettet'sind.

Wie in Fig. 3 gezeigt ist, sind die Hochdruckdurchgänge 46 an der Hoehdruckausnehmung 45 angeordnet, die einen Kreisbogen mit einem Winkel von weniger als 170° in der Kompressionsseite des Kompressors bildet. Eine Vielzahl von Hochdruckdurchgängen 46 erstreckt sich axial von der Hoehdruckausnehmung 45 in das Mittelgehäuse 22. Ein einziger Luftrückführdurchgang 56 ist an der Niederdruckausnehmung 55 angeordnet und über die Luftrückführausnehmung 57 mit dem Luftlagerraum 40 verbunden, der zwischen dem Innenumfang des Mittelgehäuses 22 und dem Außenumfang der Drehhülse 30 eingeschlossen ist. Vier Flügel 16 sind in die Flügelausnehmungen 15 eingepaßt, um die Kompressions- und Saugräume 43, 53 in den entsprechenden Kompressions- und Saugseiten zusammen mit der Außenfläche des Rotors 10 und der Innenfläche der

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Drehhülse 30 zu begrenzen. Vier Bolzen 27 sind umfangsmäßig in gleichem Abstand voneinander in den verdickten Abschnitten 28 des Mittelgehäuses 22 vorgesehen.

Im Betrieb wird die Rotation des Motors auf den Rotor 10 über die Scheibe 14 übertragen. Wenn sich der Rotor 10 dreht, wird Luft in den Saugraum 53 aus der Saugkammer 51 geführt und dann in dem Kompressionsraum ^3 verdichtet, von wo die verdichtete Luft zu der Ablaßkammer bzw. Entladekammer 41 geführt wird. Ein Teil der verdichteten Luft in der Ablaßkammer 41 wird zu dem Hochdruckdurchgang 46 durch das Hochdruckloch 44 und zu der Hochdruckausnehmung 45 geführt und. dann in den Luftlagerraum 40 durch die Drosseln 47 eingeblasen, die axial symmetrisch in dem Innenumfang der Kompressionsseite des Mittelgehäuses 22 angeordnet sind. Die eingeblasene Luft bildet ein statisches Luftlager, um zu verhindern, daß die Drehhülse 30 den Innenumfang des Mittelgehäuses 22 berührt. Dann strömt die Luft stabil symmetrisch aus der Kompressionsseite zu der Saugseite des Luftlagerraumes 40, um einen dynamischen Druck zu schaffen, um die Drehhülse 30 schwimmend zu lagern. Das heißt, daß der statische und dynamische Druck der eingeblasenen Luft nicht nur die Drehhülse 30 zurückdrückt, wenn die verdichtete Luft in dem Kompressionsraum 43 die Drehhülse zum Innenumfang der Kompressionsseite des Mittelgehäuses 22 bewegt, sondern auch die Lagerfähigkeit des Luftlagerraumes 40 erhöht. Danach tritt die Luft radial symmetrisch in die vorderen und rückwärtigen Luftrückführausnehmungen 57 ein und strömt zur Atmosphäre durch den Luftrückführdurchgang 56 und den Abzug 50, oder sie kehrt zu der Saugkammer 51 durch die Niederdruckausnehmung 55 und das Niederdruckloch 54 zurück.

Das Hochdruckloch 44 kann direkt mit dem Abgabedurchgang 42 ohne die Zwischenschaltung des Ablaßventiles 60 verbunden sein. Hochdruck- und Niederdruckausnehmungen 45

55 können in jedem oder allen Gehäusen 22, 21, 23 ausgebildet sein. Wie in Fig. 5 und 6 gezeigt ist, ist das Mittelgehäuse 22 an seinen inneren gegenüberliegenden Seiten mit beiden Luftrückführausnehmungen 61 versehen, die einen halbkreisförmigen Bogen in der Saugseite des Mittelgehäuses 22 bilden. Diese Ausnehmungen 61 schneiden das Luftrückführloch 56. Die Luft wird durch die Drosseln 47 in den Luftlagerraum 40 zwischen der Drehhülse 30 und dem Mittelgehäuse 22 eingeblasen, um schnell zu dem Luftrückführloeh 56 durch die Luftrückführausnehmungen • 61 zu strömen und einen dynamischen Druck zu erzeugen. Wie in Fig. 7 gezeigt ist, ist die Luftrückführausnehmung 61 nicht auf eine halbkreisförmige Ausbildung begrenzt, sondern kann vollkreisförmig in den gegenüberliegenden Seiten des Mittelgehäuses 22 ausgebildet sein.

Wie in Fig.' 8 und 9 gezeigt ist, kann die Luftrückführausnehmung 61 in jeder oder beiden Außenseiten der Drehhülse 30 und des Mittelgehäuses 22 vorgesehen sein, um eine gleichmäßige Luftströmung in dem Luftlagerraum 40 hervorzurufen und den Luftlagereffekt zu erhöhen.

Claims

Patentanspruch e

1./ Rotationskompressor mit einem Mittelgehäuse, zwei Seitengehäusen, einer Drehhülse, die in dem Mittelgehäuse zwecks Rotation mit einer Vielzahl von Flügeln angeordnet ist, welche radial ..gleitbar in einem Rotor eingepaßt sind, welcher exzentrisch in der Drehhülse angeordnet ist, wobei ein Luftlagerraum zwischen dem Innenumfang des Mittelgehäuses und dem Äußenumfang der Drehhülse begrenzt ist und ein Paar Abgabe- und Saugkammern vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet , daß das Mittelgehäuse (22) wenigstens einen Hochclruckdurchgang (46) aufweist, der >innen mit Luft verbunden ist, die in dem Rotationskompressor verdichtet ist, und daß eine Vielzahl von Drosseln (47) vorgesehen ist, die sich zum Innenumfang der Kompressionsseite des Mittelgehäuses von dem Hochdruckdurchgang öffnen, und daß der Luftlagerraum (40) mit Luft gespeist wird, welche in dem Kompressor verdichtet ist, um die Drehhülse (30) schwimmend zu lagern.

ZULASSUNG: 'LG MÜNCHEN I UND II, *'ZUSÄTZLICH OLG MÜNCHEN UND BAYER. OBERSTES LANDESGERICK

2. Rotationskompressor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hochdruckdurchgang (46) innen mit der Entladekammer (41) über eine Hochdruckausnehmung (45) verbunden ist, die in dem Mittelgehäuse und/oder wenigstens einem der Seitengehäuse ausgebildet ist, um den Hochdruckdurchgang zu kreuzen, und daß ein Hochdruckloch (44) sich von der Entladekammer zu der Hochdruckausnehmung erstreckt.

3· Rotationskompressor nach Anspruch 1., dadurch gekennzeichnet, daß die Hochdruckdurchgänge (46) einen Kreisbogen mit einem eingeschlossenen Winkel von weniger als 170° bilden

4. Rotationskompressor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftlagerraum (40) innen mit der Saugkammer (51) über ein Paar von vorderen und rückwärtigen Luftrückführausnehmungen (57, 61) verbunden ist, welche in den gegenüberliegenden Seitenflächen des Mittelgehäuses ausgebildet sind, und daß ein Luftrückführdurchgang (56) sich durch die Saugseite des Mittelgehäuses erstreckt, um die Luftrückführausnehmungen zu kreuzen, wobei ein Niederdruckloch (54) in einem der beiden Seitengehäuse ausgebildet ist, um die Niederdruckaüsnehmung mit der Saugkammer zu verbinden.

5. Rotationskompressor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftrückführdurchgang (56) zur Atmosphäre abgezweigt ist.

6. Rotationskompressor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftrückführausnehmung (61) ringförmig in wenigstens der Saugseite . beider Seiten des Innenumfanges des Mittelgehäuses (22) ausgebildet und zum Luftlagerraum (40) offen ist.

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7. Rotationskompressor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftrückführausnehmung (61) kreis-• förmig in beiden Seiten eines jeden Innenumfanges des Mittelgehäuses (22) und dem Außenumfang der Rotationshülse

5 (30) ausgebildet und zum Luftlagerraum (40) offen ist.

8. Rotationskompressor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftrückführausnehmung (61) in jeder oder beiden der Innenflächen eines jeden Seitengehäuses 10 (21, 23) und der Seitenfläche des Mittelgehäuses (22) ausgebildet und zum Luftlagerraum (40) geöffnet ist.