DE3414064C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Roots-Kompressor, bei dem abwechselnd in die von jeweils einem Drehkolben und einer zugeordneten Förderraumwand des Zylinders gebildeten Förderkammern, nach dem Abschließen gegenüber der Saugseite, von der Druckseite her über Ausnehmungen, die den Dichtspalt zwischen Drehkolben und Förderraumwand vergrößern, Fördermedium eingespeist wird, wobei in die Ausnehmungen von den Stirnflächen des Förderraumes her leistenartige Einstellschieber einschiebbar sind, gemäß Patent 32 38 015.

Bei dem Rootskompressor gemäß Patent 32 38 015 wird durch die in die Ausnehmungen von den Stirnflächen des Förderraumes her einschiebbaren leistenartigen Einstellschieber auf einfache Weise erreicht, daß unter Beibehaltung der durch den Drehwinkel festgelegten Öffnungscharakteristik in Abhängigkeit der Einschubtiefe des Einstellschiebers eine Veränderung der zeitlichen Öffnungsflächenfunktion erreicht werden kann.

Dadurch kann ein und dieselbe Maschine ohne großen technischen Aufwand und ohne aufwendige Umstellarbeiten unterschiedlichen Betriebsbedingungen ohne weiteres angepaßt werden. Dies ist insbesondere dann von Bedeutung, wenn eine Anpassung des Kompressors an die speziellen Bedingungen des Betreibers erforderlich ist, weil die Bestelldaten mit den Betriebsdaten - wie in der Praxis häufig - nicht übereinstimmen.

Bei Roots-Kompressoren dieser Art müssen die leistenartigen Einstellschieber im Bereich ihrer dem Drehkolben abgewandten Seite, d. h. im Bereich der Schieberrückseite gelagert werden. Unter Einsatz herkömmlicher Lagerungen tritt dabei das Problem auf, daß zumindest Teile der Lagerung in den Ausnehmungen liegen. Dadurch ergeben sich jedoch zwangsläufig negative Auswirkungen auf das in den Ausnehmungen strömende Fördermedium, zumal derartige Lagerungs- und Führungsmittel aufgrund der Erstreckungsrichtung der Einstellschieber stets quer zur Strömungsrichtung angeordnet sein müssen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, für einen Roots-Kompressor der im Patent 32 38 015 beschriebenen Art eine vorteilhafte Lagerung für die leistenartigen Einstellschieber zur Verfügung zu stellen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die leistenartigen Einstellschieber an ihrer dem Drehkolben abgewandten Seite über im Bereich der Ausnehmungen abgedeckte Führungen in dem Zylinder gelagert sind.

Durch die Anordnung von abgedeckten Führungen sind die Ausnehmungen vollkommen frei von Strömungshindernissen, so daß strömungstechnische Probleme nicht auftreten.

Grundsätzlich können die Führungen in jeder beliebigen Weise ausgestaltet sein. So können beispielsweise im Boden der Ausnehmung in Form eines Schwalbenschwanzes oder in anderer Weise ausgebildete Führungen für die Einstellschieber vorgesehen werden. Wesentlich ist lediglich, daß die Führungen abgedeckt sind, so daß sich keine Strömungshindernisse ergeben. Eine derartige Abdeckung kann beispielsweise derart ausgestaltet sein, daß mit den Einstellschiebern bewegbare Füllstücke vorgesehen werden, die die jeweilige Führung im Bereich der Ausnehmung abdecken.

Besonders vorteilhafte und herstellungstechnisch einfach zu realisierende Führungen stellen parallel zur Erstreckungsrichtung der leistenartigen Einstellschieber ausgerichtete Führungsbolzen dar.

Beim Einsatz derartiger Führungsbolzen ist es vorteilhaft, daß die leistenartigen Einstellschieber einen in bezug auf die Drehkolben nach außen gerichteten Vorsprung aufweisen, an dem die Führungsbolzen befestigt sind, welche in Bohrungen des Zylinders hin- und herverschiebbar geführt sind.

Bei langgestreckten Schiebern, d. h. solchen, bei denen die axiale Erstreckung zur Zylinderlänge relativ groß ist oder die Steuerkontur in die Kompressormitte verlagert werden soll, ist es gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung zweckmäßig, daß die leistenartigen Einstellschieber im Bereich ihrer freien Enden zusätzlich im Zylinder gelagert sind. Dadurch wird eine Verlagerung der Schiebereigenfrequenzen in tiefere Frequenzbereiche, die dann mit Kompressor-Erregerfrequenzen zusammenfallen könnten, vermieden. Diese zusätzliche Lagerung der freien Enden der leistenartigen Einstellschieber, wird vorteilhafterweise durch eine abgestufte Ausbildung der Enden der Einstellschieber erreicht. Diese Enden können in einer Aussparung des Zylinders geführt werden.

Im folgenden sind zur weiteren Erläuterung und zum besse­ ren Verständnis drei Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher be­ schrieben.

Fig. 1 zeigt schematisch und teilweise abgebrochen in einem Querschnitt (in der Ebene I-I der Fig. 2) ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungs­ gemäßen Roots-Kompressors mit dreizahnigen Roots-Kolben,

Fig. 2 zeigt schematisch teilweise abgebrochen in ver­ größertem Maßstab eine Teilansicht des Ausführungs­ beispieles gemäß Fig. 1 aus der Richtung des Pfeiles II in Fig. 1,

Fig. 3 und 4 zeigen in einer der Fig. 2 entsprechenden Darstellung ein zweites und ein drittes Ausführungs­ beispiel eines erfindungsgemäßen Roots-Kompressors, und

Fig. 5 zeigt in einer der Fig. 1 entsprechenden Dar­ stellung einen Schnitt in der Ebene III-III der Fig. 3 bzw. der Fig. 4.

Der in den Fig. 1 und 5 schematisch dargestellte Roots- Kompressor weist zwei in bekannter Weise miteinander kämmen­ de Roots-Kolben 1 auf, die in einem Zylinder 2 gelagert sind. Der Zylinder 2 ist im Bereich seiner Stirnseiten in bekannter Weise mit Seitenplatten SP (in den Fig. 2, 3 und 4 lediglich teilweise dargestellt) verschlossen. Der Zylinder 2 ist mit einem Saugstutzen 3 und einem Druck­ stutzen 4 ausgestattet, die jeweils die Saugseite S und die Druckseite D definieren.

Wie im Patent 32 38 015 beschrieben, wird bei einem derartigen Roots-Kompressor abwechselnd in die jeweils von dem jeweiligen Roots-Kolben 1 und den zugeordneten Förderraumwänden des Zylinders 2 sowie den stirnseitigen Seitenplatten SP gebildeten Förderkammern 6 nach dem Abschließen gegenüber der Saugseite S Förder­ medium aus der Druckseite D über Ausnehmungen 6 in den Zy­ linderflächen eingespeist. Hinsichtlich der Art und Weise dieser Einspeisung und der damit erzielbaren Vorteile wird auf die Ausführungen im Hauptpatent verwiesen.

Gemäß dem Patent können in die Ausnehmungen 6, die den normalen Dichtspalt zwischen Kolbenkopf und der Zylinder­ fläche vergrößern, von den Stirnflächen des Förderraumes 5 her leistenartige Einstellschieber 7 eingeschoben werden. Durch diese leistenartigen Einstellschieber 7 kann - wie im Patent beschrieben - unter Beibehaltung der durch den Drehwinkel festgelegten Öffnungscharakteristik in Ab­ hängigkeit der Einschubtiefe eine Veränderung der zeit­ lichen Öffnungsflächenfunktion erreicht werden.

Dadurch kann - wie eingangs bereits ausgeführt - ein- und dieselbe Maschine ohne großen technischen Aufwand und ohne aufwendige Umstellarbeiten unterschiedlichen Betriebsbe­ dingungen ohne weiteres angepaßt werden. Dies ist ins­ besondere dann von Bedeutung, wenn eine Anpassung des Kompressors an die speziellen Bedingungen des Betreibers erforderlich ist, weil die Bestelldaten mit den Betreibs­ daten - wie in der Praxis häufig - nicht übereinstimmen.

Erfindungsgemäß erfolgt die Lagerung der Einstellschieber 7 bei den in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbei­ spielen in folgender Weise:

Bei dem in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungs­ beispiel besitzt der leistenartige Einstellschieber 7 im Bereich der Seitenplatte SP einen in bezug auf die Roots- Kolben 1 nach außen gerichteten Vorsprung 8, an dem parallel zur Erstreckungsrichtung des Einstellschiebers ausgerichte­ te Führungsbolzen 9 befestigt sind. Die Führungsbolzen 9 sind in Bohrungen 10, die von der Stirnseite her in den Zylinder 2 eingebohrt sind, hin- und herverschiebbar ge­ lagert.

Auf seiner den Roots-Kolben 1 abgewandten Seite 11 ist der Einstellschieber 7 derart ausgebildet, daß er ledig­ lich über einen schmalen Streifen ST mit der Bodenfläche der Ausnehmung 6 in Berührung kommt.

An dem Vorsprung 8 ist ferner ein Verbindungsglied 12 befestigt, das mit einer nicht dargestellten Verstell­ einrichtung zusammenwirkt, mit der der leistenartige Einstellschieber 7 von der Außenseite des Roots-Kompressors her hinsichtlich seiner Einschubtiefe in die Ausnehmung 6 eingestellt werden kann.

Das in Fig. 3 dargestellte zweite Ausführungsbeispiel entspricht im wesentlichen dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2. Unterschiedlich ist lediglich, daß in den Grund der Ausnehmung 6 ein Füllstück 13 eingesetzt ist, das auch die Bohrungen 10 für die Führungsbolzen 9 trägt. Von Vor­ teil ist bei einer derartigen Ausgestaltung, daß die Bearbei­ tung der Grundfläche der Ausnehmung 6 und die Herstellung der Bohrungen 10 für die Führungsbolzen 9 getrennt vom Zy­ linder vorgenommen werden kann, wodurch einerseits die Be­ arbeitung vereinfacht und andererseits bei ein und derselben Zylinderform jede beliebige Ausnehmungsform hergestellt werden kann. Von Vorteil ist bei einer derartigen Ausge­ staltung ferner, daß mehrere Füllstücke 13 gleichzeitig be­ arbeitet werden können. Zu diesem Zweck müssen diese ledig­ lich aneinander gelegt und nach der Bearbeitung auf Länge abgesägt werden.

Bei dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der leistenartige Einstellschieber 7 im Bereich seines freien Endes 14 zusätzlich im Zylinder 2 gelagert. Eine derartige Anordnung empfiehlt sich insbesondere bei langge­ streckten Schiebern, d. h. solchen, bei denen die axiale Erstreckung zur Zylinderlänge relativ groß ist oder die Steuerkontur in die Kompressormitte verlagert werden soll.

Um die zusätzliche Lagerung des Einstellschiebers 7 im Bereich seines freien Endes 14 zu ermöglichen, ist an­ schließend an die Ausnehmung 6 im Zylinder 2 eine Aussparung 15 vorgesehen, in die das freie Ende 14 des in diesem Fall ab­ gestuft ausgebildeten Einstellschiebers 7 hineinragt. Bei diesem Ausführungsbeispiel braucht die der Oberseite des freien Endes 14 des Einstellschiebers 7 zugewandte Fläche 16 der Aussparung 15 nicht vollständig bearbeitet zu werden. Es reicht aus, lediglich den direkt an die Ausnehmung 6 anschließen­ den schmalen Streifen ST der Fläche 16 zu bearbeiten. Der da­ ran anschließende Teil der Fläche 16 kann etwas zurückge­ setzt ausgebildet sein.

Bei dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Führungsbolzen 9 im Bereich ihrer Enden fest in den Zy­ linder 2 bzw. einer stirnseitigen Begrenzung eingesetzt, so daß der Einstellschieber 7 auf den feststehenden Führungsbol­ zen hin- und herverschiebbar gelagert ist.

Bei den in den Figuren dargestellten Ausführungs­ beispielen ist die Lagerung der Einstellschieber stets derart ge­ wählt, daß die Ausnehmung 6 frei von Elementen der Lagerung ist. Im Rahmen der Erfindung ist es selbstverständlich auch möglich im Boden der Ausnehmung 6 eine in Form eines Schwalben­ schwanzes oder in anderer Weise ausgebildete Führung für die Einstellschieber 7 vorzusehen. In solchen Fällen ist es erforderlich, mit den Einstellschiebern bewegbare Füllstücke vorzusehen, die die Führung im Bereich der Ausnehmungen abdecken.

Claims (4)

1. Roots-Kompressor, bei dem abwechselnd in die von jeweils einem Drehkolben und einer zugeordneten Förderraumwand des Zylinders gebildeten Förderkammern, nach dem Abschließen gegenüber der Saugseite, von der Druckseite her über Ausnehmungen, die den Dichtspalt zwischen Drehkolben und Förderraumwand vergrößern, Fördermedium eingespeist wird, wobei in die Ausnehmungen von den Stirnflächen des Förderraumes her leistenartige Einstellschieber einschiebbar sind, gemäß Patent 32 38 015, dadurch gekennzeichnet, daß die leistenartigen Einstellschieber (7) an ihrer dem Drehkolben (1) abgewandten Seite (11) über im Bereich der Ausnehmungen (6) abgedeckten Führungen (9, 10) in dem Zylinder (2) gelagert sind.

2. Roots-Kompressor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungen (9) als parallel zur Erstreckungsrichtung der leistenartigen Einstellschieber ausgerichtete Führungsbolzen ausgebildet sind.

3. Roots-Kompressor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die leistenartigen Einstellschieber (7) einen in bezug auf die Drehkolben (1) nach außen gerichteten Vorsprung (8) aufweisen, an dem die in Bohrungen (10) des Zylinders (2) hin- und herverschiebbar geführten Führungsbolzen befestigt sind.

4. Roots-Kompressor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die leistenartigen Einstellschieber (7) im Bereich ihrer freien, den zugeordneten Stirnflächen des Förderraumes abgewandten Enden abgestuft ausgebildet sind und das abgestufte Ende jeweils in einer Aussparung (15) des Zylinders (2) geführt ist.