DE3344310C2 - Rotationskompressor - Google Patents

Abstract

Ein Rotationskompressor ist mit einer Drehhülse versehen, die in einem Mittelgehäuse zwecks Rotation mit einer Vielzahl von Flügeln angeordnet ist, die radial bewegbar in einen Rotor aufgenommen sind, welcher exzentrisch in der Drehhülse angeordnet ist, wobei ein Luftlagerraum zwischen dem Außenumfang der Drehhülse und dem Innenumfang des Mittelgehäuses begrenzt und mit der in dem Kompressor verdichteten Luft verbunden ist; dabei ist eine Vielzahl von Luftsammelausnehmungen in einem Außenumfang der Drehhülse und Innenumfang des Mittelgehäuses oder in beiden ausgebildet, um die Lagerfähigkeit des Luftlagerraumes zu erhöhen und einen direkten Kontakt der Drehhülse mit dem Innenumfang des Mittelgehäuses selbst dann zu verhindern, wenn der Hochdruck in der Drehhülse letztere zur Seite bewegt.

Description

3 4

i| F ig. 4 und 5, auf, die in ihrem Außenumfang 31 durch elektrolytisches

f F i g. 9 bis 12 perspektivisch weitere Ausführungsfor- Ätzen oder mittels eines Sandblasverfahrens ausgebil- % men ähnlich F i g. 4. . det sind. Die Luftsammelvertiefungen 32 sind axial symjf Der Rotationskompressor umfaßt nach Fi g. 1 einen metrisch und 0,02 bis 0,08 mm tief. Im allgemeinen sind -| Rotor 10 mit einer Drehwelle 12, die in Kugellagern 18, 5 die Luftsammelvertiefungen in der Drehhülse vorgeses| 19 in Vorderseiten- und Rückseiten-Gehäuseteilen 21, hen, und jene in dem Mittelgehäuseteil sind fortgelas- f 23 gelagert und mit dem vorderen Ende an einer Schei- sen. Falls die Luftsammelvertiefungen sowohl im Auß be 14 befestigt ist die von einem nicht gezeigten Motor ßenumfang der Drehhülse als auch im Innenumfang des ·■' gedreht wird. Eine Vielzahl von Schiebern 16 ist radial Mittelgehäuseteiles vorgesehen sind, soll vermieden gleitbar in entsprechenden Aussparungen 15 in dem Ro- io werden, daß sich beide Vertiefungen während der Rota-, tor 10 aufgenommen, wobei ihre Spitzen in Kontakt mit tion der Drehhülse vollständig überlappen. Wenn bei- 'ii dem Innenumfang einer Drehhülse 30 sind. Die, Dreh- spielsweise die Luftsammelvertiefungen 35 in dem In-" hülse 301st innerhalb eines Mittelgehäuseteiles 22 ange- nenumfang 34 des Mittelgehäuseteiles 22 V-förmig aus- <j ordnet und begrenzt einen Luftlagerraum 40 mit einer gebildet sind, wie dies in F i g. 6 gezeigt ist soll die Dreh- ; j Breite von 0,02 bis 0,15 mm. Eine Abdichtung ist zwi- is hülse 30 mit umgekehrt V-förmigen Luftsammelvertie- ■{ sehen dem Rückseiten-Gehäuseteil 23 und einer rück- fangen 32 versehen sein, wie dies in F i g. 7 und 8 gezeigt ; -; wärtigen Abdeckung 24 vorgesehen, in welcher eine ist Sonst wurden die Luftsammelvertiefungen nicht von H Abgabekammer 41 und eine Saugkammer 51 vörgese- Nutzen sein, um die Drehhülse gegen direkten Kontakt c hsnsind. ~ mit dem Mittelgehäuseteil zu schützen. 'a Wie in F ig. 2 gezeigt ist, erstreckt sich jeder Schieber 20 Die Luftsammelvertiefungen können eine Vielzahl k' radial von der Aussparung 15 in dem Rotor 10 und weist von Formen aufweisen, wie dies in F i g. 9 bis 12 gezeigt eine Spitze bzw. Scheitel auf, die in Kontakt mit dem ist Die Drehhülse 30 nach F i g. 9 weist Luftsammelver-Innenumfang der Drehhülse 30 ist Die Vorderseiten- tiefungen 32 auf, die aus einer mittleren Gruppe von und Rückseiten-Gehäuseteile 21, 23 weisen Innenflä- W-förmigen Vertiefungen und einer gegenüberliegenchen auf, die je mit einer ringförmigen Ausnehmung 26 25 den Gruppe von V-förmigen Vertiefungen zusammenversehen sind, in welchen ein ölfreies Lagerglied 25 gesetzt sind. Die Drehhülse 30 nach Fig. 10 ist mit Luftzwecks glatten Kontakts mit den Seitenflächen der Sammelvertiefungen 32 versehen, die aus einer mittleren Drehhülse 30 eingebettet ist Die Abgabe- und Saug- Gruppe W-förmiger Vertiefungen und gegenüberliekammern 41, 51 sind entsprechend mit Abgabe- und genden Gruppen von schrägen Vertiefungen besteht Saugdurchgängen 42, 52 verbunden. Das Rückseiten- 30 die zueinander nicht symmetrisch sind. Die Drehhülse Gehäuseteil 23 weist ein Hochdruckloch 44 auf, das sich 30 nach F i g.! 1 ist zusätzlich zu den Vertiefungen 32 von einem Abgabeventil 60 zu einer Hochdruckausneb- mit Vertiefungen 33 versehen. Die Vertiefungen 33 sind mung 45 erstreckt, weiche in der Verbindungsfläche umfangsmäßig ausgerichtet und tiefer als jene in der zwischen Mittelgehäuseteil 22 und Rückseiten-Gehäu- Form einer schrägen V-förmigen und W-förmigen Ausseteil 23 ausgebildet ist Das Mittelgehäuseteil 22 ist mit 35 nehmung. Die Vertiefung 33 ist etwas in Umfangsricheinem Hochdruckdurchgang 46 versehen, der sich axial tung länglich ausgebildet, um Luft an dem der Rotation von der Hochdruckausnehmung 45 erstreckt. Der entgegengesetzten Ende zu sammeln, wenn sich die Hochdruckdurchgang 46 ist mit einer Vielzahl von Drehhülse 30 dreht. Die Drehhülse 30 nach Fig. 12 ist Drosseldurchgängen 47 versehen, die zum Innenumfang mit runden Luftsammelvertiefungen 32 ausgebildet, die des Mittelgehäuseteiles 22 geöffnet sind. Somit ist die 40 etwas unterschiedlich zu den Vertiefungen nach F i g. 11 Abgabekammer 41 mit dem Luftlagerraum 40 verbun- ist. Im Betrieb wird die Rotation eines Motors auf den den. Bolzen 27 erstrecken sich durch eine verdickte Rotor 10 über die Scheibe 14 übertragen. Luft wird in Wand 28 des Mittelgehäuseteiles 22, den Vorderseiten- den Saugraum 53 durch die Saugkammer 51 und den und Rückseiten-Gehäuseteilen 21,23 und durch die Ab- Saugdurchgang 52 geleitet und dann zu dem Kompresdeckung 24, um sie axial als einen Körper zu fixieren. 45 sionsraum 43 geführt. Die Luft wird in dem Kompres-Dabei ist die Drehwelle 12 lösbar mit der Scheibe 14 sionsraum 43 vedichtet und zur Abgabekammer 41 über durch Zwischenschaltung einer elektromagnetischen den Durchgang 42 und das Ablaßventil 60 geliefert. Ein : Kupplung verbunden. Teil der verdichteten Luft wird durch das Hochdruck-Wie in F i g. 3 gezeigt ist, ist der Hochdruckdurchgang loch 44 und die Hochdruckausnehmung 45 zu den Hoch-46 an der Hochdruckausnehmung 45 angeordnet, die 50 druckdurchgängen 46 geleitet, von wo sie in die Komeinen Kreisbogen mit einem eingeschlossenen Winkel pressionsseite des Luftlagerraumes 40 durch die Drosvon ungefähr 170° in der Kompressionsseite des Rota- Seidurchgänge 47 eingeführt wird. Die längs des Luftlationskompressors bildet Eine Vielzahl von Hochdruck- gerraumes 40 strömende Luft trägt die Drehhülse 30 mit durchgängen 46 erstreckt sich axial von der Hochdruck- statischem und dynamischem Druck. Die eingedrückte ausnehmung 45 in das Mittelgehäuseteil 22. Der Luftla- 55 Luft wird von dem Außenumfang der Drehhülse 30 gegerraum 40 ist zwischen dem Außenumfang der Dreh- zogen, um längs des Innenumfangs des Mittelgehäuse- ; hülse 30 und dem Innenumfang des Mittelgehäuseteiles teiles 22 zu strömen. Die Luft wird teilweise an den 22 ausgebildet, um die Drehhülse 30 schwimmend zu entsprechenden Enden in der Gegendrehrichtung der lagern. Vier Schieber 16 sitzen radial bewegbar in den umfangsmäßig oder schräg verlängerten Luftsammei-Aussparungen 15, um die Saugräume 53 in der Saugseite 60 Vertiefungen 32,33 in dem Außenumfang der Drehhülse und die Kompressionsräume in der Kompressionsseite 30 als auch an dem entsprechenden Ende in Drehrich- ^: zusammen mit der Außenfläche des Rotors 10 und der tung der schrägen länglichen Luftsammelvertiefungen Innenfläche der Drehhülse 30 zu begrenzen. In Fig.3 35 in dem Innenumfang des Mittelgehäuseteiles 22 gesind vier Bolzen 27 umfangsmäßig in gleichem Abstand sammelt. Die gesammelte Luft erhöht den Luftlagerefvoneinander in den verdickten Wänden 28 des Mitteige- 65 fekt des Luftlagerraumes 40. Es wurde festgestellt, daß häuseteiles 22 vorgesehen. die Maximallast des Luftlagerraumes 40 nicht höher als Nach F i g. 4 und 5 weist die Drehhülse 30 eine Viel- 30 bar ohne die Luftsammelvertiefungen ist, jedoch sich zahl von fischgrätenartigen Luftsammelvertiefungen 32 auf 150 bar bis 200 bar dann erhöht, wenn Mittelgehäu-

seteil oder Drehhülse mit den Luftsammeivertiefungen gemäß Erfindung versehen sind.

Die Drehhülse 30 wird von innerhalb des Innenumfanges der Kompressionsseite des Mittelgehäuseteiles 22 von der Hochdruckluft in dem Kompressionsraum 43 seitwärts bewegt, der von der Drehhülse 30, dem Rotor 10 und den Schiebern 16 begrenzt ist. Jedoch drückt die angesammelte Luft in den Luftsammelvertiefungen die Drehhülse 30 zur Mitte des Mittelgehäuseteils 22 zurück, wenn immer die Drehhülse 38 durch den Hoch- ι ο druck in dem Kompressionsraum 43 zum Innenumfang des Mittelgehäuseteiles 22 drückt. Die Drehhülse 30 wird wirksam an einer Berührung des Innenumfanges des Mittelgehäuseteiles 22 gehindert, wenn dessen Innenumfang und/oder der Außenumfang der Drehhülse is 30 mit den Luftsammelvertiefungen 32, 35 vesehen ist. Dies ist wirksamer, wenn beide Bauteile mit den Luftsammelvertiefungen versehen sind und wenn sich die Luftsammelvertiefungen 32,35 in dem Innenumfang des Mittelgehäuseteiles 22 und dem Außenumfang der Drehhülse 33 einander nicht überlappen, um die gesammelte Luft während der Rotation der Drehhülse 30 aufzuzehren.

Die beschriebenen Luftsammelvertiefungen verhindern, daß der Außenumfang der Drehhülse direkt den Innenumfang des Mittelgehäuseteiles berührt, wobei keine Möglichkeit eines Abnutzens oder Festfressens zwischen Drehhülse und Mittelgehäuseteil vorhanden ist.

30

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

35

40

45

50

55

60

65

Claims (6)

33 44 3ίΟ 1 2 und schwimmend in komprimierbarem Fluid gelagert Patentansprüche: Dieser Rotationskompressor ist besonders für die Verwendung bei einem Kraftfahrzeugmotor geeignet, wel-

1. Rotationskompressor mit Vorderseiten-, Mittel- eher über einen großen Geschwindigkeitsbereich arbei- und Rückseiten-Gehäuseteilen, mit einer Drehhülse, 5 ten soll. Die Drehhülse dreht sich zusammen mit den welche in dem Mittel-Gehäuseteil drehbeweglich Schiebern, um Reibungshitze und auch Reibungsveruntergebracht ist, mit einem in der Drehhülse ent- schleiß an der Spitze eines jeden Schiebers zu beseitihaltenen exzentrischen Rotor, der eine Vielzahl von gen. Jedoch besteht die Möglichkeit eines Abnutzens in ihm radial beweglich eingesetzten Schiebern auf- oder ein Problem betreffend Festlaufens bzw. Festfresweist, mit einer Auslaßkammer, die zumindest in ei- io sens, wenn Luft in dem Kompressionsraum hoch vernem der Vorderseiten- und Rückseiten-Gehäusetei- dichtet ist, welcher zwischen der Drehhüise, dem Rotor len vorgesehen ist, und mit einem Zwischenraum und jeweils benachbarten Schiebern eingeschlossen ist, zwischen Mittel-Gehäuseteil und Drehhülse, da- so daß die Drehhülse aus ihrer mittigen Lage gegen den durch gekennzeichnet, daß der Zwischen- Innenumfang des Mittelgehäuses gedruckt werden raum als dünner ungeteilter zylinderförmiger Luftla- 15 kann.

gerraum (40) ausgebildet ist und eine Vielzahl von Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Ro-

voneinander getrennten Luftsammeivertiefungen tationskompressor der eingangs umrissenen Art so zu

(32,33,35) in der Innenumfangsfläche des Mitteige- gestalten, daß er in der Lage ist, besonders hohe Drücke

tiäuses (22) and/oder der Außenumfangsfläche der zu erzeugen, ohne daß dabei die Gefahr der Verdrän-Drehhülse (30) mit einer im wesentlichen in der Grö- 20 gung des Luftpolsters im Luftlagerraum besteht

ßenordnung der Dicke des Luftlagerraumes (40) lie- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst

genden Tiefe vorgesehen ist daß der Zwischenraum als dünner ungeteilter zylinder-

2. Rotationskompressor nach Anspruch 1, da- förmiger Luftlagerraum ausgebildet ist und eine Vieldurch gekennzeichnet, daß die Luftsammelvertie- zahl von voneinander getrennten Luftsammelvertiefunfungen (32,33,35) axial symmetrisch sind. 25 gen in der Innenumfangsfläche des Mittelgehäuses und/

3. Rotationskompressor nach Anspruch 1, da- oder der Außenumfangsfläche der Drehhülse mit einer durch gekennzeichnet, daß die Luftsammelvertie- im wesentlichen in der Größenordnung der Dicke des fungen (32, 33, 35) parallel zur Umfangsrichtung Luftlagerraumes liegenden Tiefe vorgesehen ist.

oder dazu geneigt angeordnet sind. Zweckmäßige Ausgestaltungen des erfindungsgemä-

4. Rotationskompressor nach Anspruch 1, da- 30 ßen Rotationskompressors ergeben sich aus den Unterdurch gekennzeichnet, daß die Luftsammelvertie- ansprächen.

fungen (32,33,35) fischgrätenartig ausgebildet sind. Die Luftsammeivertiefungen in dem Mittelgehäuse-

5. Rotationskompressor nach Anspruch 1, da- teil sind wenigstens in dem Innenumfang der Kompresdurch gekennzeichnet, daß die Luftsammelvertie- sionsseite ausgebildet weichen die Drehhülse berühren fungen (32,33,35) V-förmig ausgebildet sind. 35 kann. Luft in dem Luftlagerraum wird längs des Innen-

6. Rotationskompressor nach Anspruch 1, da- umfanges des Mittelgehäuseteiles über den Außenumdurch gekennzeichnet, daß die Luftsammelvertie- fang der Drehhülse gezogen und sammelt sich an einem fungen (32,33,35) W-förmig ausgebildet sind. Seitenende einer jeden Luftsammeivertiefung, nämlich

an dem ihrem entgegengesetzt zur Rotationsrichtung

40 liegenden Ende im Außenumfang der Drehhülse und

dem Drehende der Luftsammeivertiefung in dem Innenumfang des Mittelgehäuseteiles. Die gesammelte Luft

Die Erfindung betrifft einen Rotationskompressor erhöht nicht nur die Lagerfähigkeit des Luftlagerraumit Vorderseiten-, Mittel- und Rückseiten-Gehäusetei- mes, sondern drückt auch die Drehhülse zurück, wenn len, mit einer Drehhülse, welche in dem Mittel-Gehäuse- 45 letztere durch die Hochdruckluft aus der Mitte zur Seite teil drehbeweglich untergebracht ist, mit einem in der bewegt wird, um die angesammelte Luft in die Luftsam-Drehhülse enthaltenen exzentrischen Rotor, der eine melvertiefungen zu drücken. Die Vorteile bestehen im Vielzahl von in ihm radial beweglich eingesetzten Schie- wesentlichen darin, daß der erfindungsgemäße Rotabern aufweist, mit einer Auslaßkammer, die zumindest tionskompressor ohne Abnutzungsprobleme ist, selbst in einem der Vorderseiten- und Rückseiten-Gehäusetei- 50 wenn Luft hoch verdichtet wird, wobei die Drehhülse len vorgesehen ist, und mit einem Zwischenraum zwi- und das Mittelgehäuseteil frei von Festfreßproblemen sehen Mittel-Gehäuseteil und Drehhülse. und während einer langen Zeit einsetzbar sind.

Aus der DE-AS 10 00 559 ist ein solcher Rotations- Die Erfindung wird nachfolgend an Ausführungsbeikompressor bekannt, bei welchem voneinander durch spielen anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Hilfsschieber getrennte Zwischenräume am Außenum- 55 Zeichnung zeigt

fang der Drehhülse vorgesehen sind. Dabei werden die- Fig. 1 perspektivisch eine Ausführungsform mit eise als Entlastungskammern wirkenden Zwischenräume nem weggebrochenen Teil, um die Innenseite des Rotadirekt über sogenannte Anzapfbohrungen mit dem in tionskompressors freizulegen,

dem Arbeitsraum herrschenden Druck gespeist. Die F i g. 2 einen Axialschnitt des Rotationskompressors

Hilfsschieber sind mit dem Mittelgehäuseteil reibend in 60 nach F i g. 2,

Kontakt, um die Entlastungskammer in eine Vielzahl Fig.3 eine Schnittansicht längs der Linie 111-111 in

von Räumen zu unterteilen. Die Drehhülse ist im we- Fig.2.

sentlichen von den Hilfsschiebern und teilweise mittels Fig.4 und 5 die Drehhülse nach Fig. 1 in größerer

eines Luftlagers getragen, das in die Entlastungskam- Darstellung, um die Tiefe der Luftsammeivertiefungen mer durch eine Gehäusebohrung eintritt. 65 zu zeigen

In der japanischen Patentanmeldung 58-65 988 ist ein F i g. 6 eine Abwicklung eines Teils des Innenumfangs

Rotationskompressor mit einer Drehhülse zwischen ei- des Mittelgehäuseteiles nach F i g. 1, nem Mittelgehäuseteil und einem Rotor vorgesehen Fig.7 und 8 eine andere Ausführungsform ähnlich