DE3344882A1 - Rotationskompressor - Google Patents

Description

• B e s-c h r e i b u n g
• Rotat ionskompressor Die Erfindung betrifft einen Rotationskompresscr mit einem Mittelgehäuse und einer in dem Mittelgehäuse zwecks Rotation angeordneten Drehhülse, wobei eine Vielzahl von Flügeln radial gleitbar in einen Rotor eingepaßt ist, welcher exzentrisch in der Drehhülse angeordnet ist, und insbesondere eine Materialkc-mbination für Mittelgehäuse und Rotationshülse in dem Kompressor, welcher als Lader unter solch schweren Bedingungen, wie in einem Abgas-Umlaufsystem verwendbar ist.
• In der japanischen Patentanmeldung 58-65988 ist ein Rotationskompressor mit einer Drehhülse vorgesehen, die zwischen einem Mittelgehäuse und einem Rotor angeordnet ist und schwimmend von komprimierbarem Fluid getragen ist. Der Kompressor ist besonders für einen Lader bei der Verwendung für eine Kraftfahrzeugmaschine geeignet, welche über einen großen Geschwindigkeitsbereich arbeiten muß. Die Drehhülse dreht sich zusammen mit den Flügeln, um Reibungshitze und Abrieb an dem Scheitel eines jeden Flügels zu vermeiden. Es ist unvermeidbar, daß ein Temperaturanstieg aufgrund der adiabatischen Kompression von Luft und Wärmeaus- dehnung des Mittelgehäuses und der Drehhülse vorhanden sind, während der Kompressor läuft. Hier besteht die Möglichkeit, daß die Drehhülse und das Mittelgehäuse sich gegenseitig abnutzen oder aneinander festfressen, wenn sie aufgrund einer Wärmedehnung verformt werden.
• Hauptgegenstand der Erfindung ist ein Rotationskompressor, bei welchem der Luftlagerraum zwischen dem Innenumfang des Mittelgehäuses und dem Außenumfang der Drehhülse eine Lagerkapazität aufweist, die von der Temperatur innerhalb des Kompressors unbeeinflußt ist.
• Zu diesem Zweck umfaßt der Kompressor gemäß Erfindung ein Mittelgehäuse und eine Drehhülse, die beide aus den gleichen oder unterschiedlichen Materialien bestehen, welche hinsichtlich ihres Wärmeausdehnungskoeffizienten einander ähnlich sind, so daß der Luftlagerraum zwischen dem Außenumfang der Drehhülse und dem Innenumfang des Mittelgehäuses im wesentlichen unabhängig von der Temperatur innerhalb des Kompressors gleichbleibend ist. Demzufolge ist die Lagerfähigkeit immer ausreichend, um die Drehhülse schwimmend zu stützen und den Außenumfang der Drehhülse und den Innenumfang des Mittelgehäuses vor einer Abnutzung und einem.Festfressen zuschützen.
• Der wesentliche Vorteil dieser erfindungsgemäßen Ausbildung besteht darin, daß die Drehhülse sanft ohne Abnutzung oder Festfressen am Innenumfang des Mittelgehäuses rotiert, wenn die Temperatur in dem Kompressor aufgrund unvermeidbarer adiabatischer Kompression von Luft ansteigt.
• Diese und weitere Gegenstände und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Erläuterung der Erfindung an einem Ausführungsbeispiel anhand der beigefügten Zeichnung.
• In der Zeichnung zeigen: Fig. 1 perspektivisch und teilweise weggebrochen einen Kompressor, Fig. 2 einen Axialschnitt des Kompressors nach Fig. 1, Fig. 3 eine Schnittansicht längs der Linie 111-111 in Fig. 2.
• Gemäß Fig. 1 weist der Kompressor einen Rotor 10 auf, der einstückig mit einer Drehwelle 12 versehen it, welche drehbar von Lagern 18, 19 in den entsprechenden vorderen und rückwärtigen Seitengehäusen 21, 23 getragen und mit einem Vorderende an einer Scheibe 14 befestigt ist, welche von einem nicht-gezeigten Motor gedreht wird. Eine Vielzahl von Flügeln 16 ist radial gleitbar in den entsprechenden Flügelausnehmungen 15 in dem Rotor 10 angeordnet, wobei ihre Scheitel in Kontakt mit dem Innenumfang einer Drehhülse 30 sind. 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 Abdichtung ist zwischen dem rückwärtigen seitengehäuse 23 und der rückwärtigen Abdeckung 24 vorgesehen, in welcher eine Abgabekammer 41 und eine Saugkammer (nicht gezeigt) vörgesehen sind.
• Wie in Fig. 2 gezeigt ist, tragen die Kugellager 18,19 die Drehwelle 12, welche lösbar mit der Scheibe 14 mit einer elektromagnetischen Kupplung verbunden ist Jeder Flügel 16 erstreckt sich radial von der Flügelausnehmung i5 und weist einen Scheitel auf, der in Kontakt mit dem Innenumfang der Drehhülse 30- ist. Die Entladekammer 41 ist innen über ein Ablaßventil 60 mit einem Abgabedurchgang 42 verbunden, und die Saugkammer 51 ist innen mit einem Saugdurchgang 52 verbunden. Das rückwärtige Seitengehäuse 23 ist mit einem Hochdruckloch 44 versehen, das sich von dem Ablaßventil 60 zu einer Hochdruckausnehmung 45 in der Verbindungsfläche zwischen dem Mittelgehäuse 22 und dem rückwärtigen Seitengehäuse 23 erstreckt. Das Mittelgehäuse 22 ist mit einem Hochdruckdurchgang 46 versehen, der sich axial von der Hochbruckausnehmung 45 erstreckt. Der Hochdruckdurchgang 46 ist mit einer Vielzahl von Öffnungen oder Drosseln 47 versehen, die zu einem Luftlagerraum 40 zwischen dem Innenumfang des Mittelgehäuses und dem Außenumfang der Drehhülse 30 geöffnet sind. Somit ist die Entladekammer 41 mit dem Luftlagerraum 40 verbunden. Bolzen 27 erstrecken sich durch die verdickten Abschnitte 28 des Mittelgehäuses 22, die vorderen und rückwärtigen Seitengehäuse 21, 23 und die rückwärtige Abdeckung 24, um diese Teile axial als einen Körper festzulegen.
• Die vorderen und rückwärtigen Seitengehäuse 21, 23 sind in den Innenflächen mit ringförmigen Ausnehmungen 26 versehen, in welchen ölfreie Lagerglieder 25 aus Kohlenstoff, Aluminiumoxid, Siliciumnitrid oder dergleichen zwecks sanften Kontaktes mit den entsprechenden Seitenflächen der Drehhülse 30 eingebettet sind.
• Wie in Fig. 3 gezeigt ist, sind die Hochdruckdurchgänge 46 an der Hochdruckausnehmung 45 angeordnet, welche einen Kreisbogen mit einem eingeschlossenen Winkel von ungefähr 1700 in der Kompressionsseite des Kompressors bildet. Vier Flügel 16 sind in den Flügelausnehmungen 15 angeordnet, um einen Saugarbeitsraum g3 in der Saugseite und einen Kompressionsarbeitsraum 43 in der Kompressionsseite zusammen mit dem Außenumfang des Rotors 10 und dem Innenumfang der Drehhülse 30 zu begrenzen.
• Vier Bolzen 27 sind umfangsmäßig im gleichen Abstand voneinander in den verdickten Abschnitten des Mittel- gehäuses 22 vorgesehen. Der Luftlagerraum 40 ist zwischen dem Außenumfang der Drehhülse 30 und dem Innenumfang des Mittelgehäuses 22 begrenzt, um die Drehhülse 30 schwebend zu tragen. Das Mittelgehäuse 22 und die Drehhülse 30 sind aus einer Hochsiliciumaluminiumlegierung hergestellt. Jede der Innenflächen des Mittelgehäuses 22 und der Außenfläche der Drehhülse 30 ist anodisiert bzw. eloxiert.
• Im Einsatz des Kompressors in einem Abgas-Umlaufsystem wird heißes Abgas in den Kompressor gegeben und in dem Kompressionsraum 43 verdichtet. Das heiße Gas wird adiabatisch verdichtet, um auf eine sehr hohe Temperatur anzusteigen, die auf das Mittelgehäuse 22 über die Drehhülse 30 übertragen wird. Folglich werden die Drehhülse 30 und das Mittelgehäuse 22 auf eine sehr hohe- Temperatur erhitzt und erzeugen eine Wärmeausdehnung. Jedoch dehnen sich das Mittelgehäuse 2? und die Drehhülse 30, die beide aus dem gleichen Material oder einer Hochsiliciumaluminiumlegierung hergestellt sind, thermisch um die gleiche Größe, so daß der Luftlagerraum 40 immer im wesentlichen die gleiche Dicke wie anfänglich aufweist, und zwar unabhängig von einem Temperaturanstieg in dem Kompressor. Das heißt, daß der Luftlagerraum 40 zwischen dem Innenumfang des Mittelgehäuses 30 und dem Außenumfang der Drehhülse 30 die gleiche Lagerkapazität selbst bei hohen Temperaturen aufweist, wenn einmal die radiale Breite des Luftlagerraumes 40 so ist, daß er eine Lagerkapazität zum schwebenden Lagern der Drehhülse bei Raumtemperatur aufweist. Demzufolge tritt schwerlich ein Abnutzen zwischen dem Außenumfang der Drehhülse 30 und dem Innenumfang des Mittelgehäuses 22 auf. Selbst wenn sich die Drehhülse 30 -und das Mittelgehäuse 22 einander berühren, erzeugen sie weder eine Abnutzung noch ein Festfressen, und zwar aufgrund der Anodisierung bzw. Veredelung des Innenumfanges des Mittelgehäuses 22 und des Außenumfanges der Drehhülse 30.
• Der Bolzen 27 ist vorzugsweise aus einer Aluminiumlegierung hergestellt, die hinsichtlich des Wärmeausdehnungskoeffizienten ähnlich der Hochsi-liciumaluminiumlegierung für das Mittelgehäuse 22 ist. Das Mittelgehäuse und die Drehhülse sind nicht auf eine Hochsiliciumaluminiumlegierung begrenzt. Andere Aluminiumlegierungen sind als Material zum Herstellen des Mittelgehäuses als auch der Drehhülse geeignet. Eine Aluminiumlegierung ist wünschenswert, um das Gewicht des Mittelgehäuses und der Drehhülse zu reduzieren. Jedoch können das Mittelgehäuse und die Drehhülse aus eisenhaltigen Materialien, wie beispielsweise Gußeisen und Stahl hergestellt sein.Wenn das Mittelgehäuse und die Drehhülse aus Gußeisen hergestellt sind, das selbst schmierenden Graphit. enthält, berühren sie sich sanft ohne Abnutzung oder Festfressen.
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Claims (5)

1. P a t e n t a n s p r ü c h ef Rotationskompressor mit einem Mittelgehäuse und einer Drehhülse, die zwecks Rotation in dem Mitkrlgehäuse angeordnet ist, wobei eine Vielzahl von Flügeln radial bewegbar in einen Rotor eingepaßt sind, der exzentrisch in der Drehhülse angeordnet ist, dadurch g e k- e n n z e i c h n e t , daß das Mittelgehäuse (22) und die Drehhülse (30) aus Materialien hergestellt sind, die hinsichtlich des Wärmeausdehnungskoeffizienten im wesentlichen ähnlich sind.
2. 2. Rotationskompressor nach Anspruch 1, dadurchgekennzeichnet, daß das Mittelgehäuse (22) und die Drehhülse (30) aus einer Aluminiumlegierung bestehen.
3. 3. Rotationskompressor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenumfang des Mittelgehäuses-(22) und der Außenumfang der-Drehhülse (30) anodisiert .bzw. eloxiert sind.
4. 4. Rotationskompressor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittelgehäuse (22) und die Drehhülse (30) aus eisenhaltigen Materialien hergestellt sind.
5. 5. Rotationskompressor nach Anspruch 1, da durch gekennzeichnet, daß das Mittelgehäuse (22) mittels Bolzen (27) aus einem Material befestigt ist, welches hinsichtlich des Wärmeausdehnungskoeffizienten ähnlich dem Mittelgehäuse ist.