DE4220667C2 - Rotationskolbenverdichter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Rotationskolbenverdichter mit min­ destens einem Drehkolben mit auf einem zweiflügeligen Wälz­ körperträger gelagerten Wälzkörpern, die sich an einer Innen­ mantelfläche eines über die Wälzkörper gelegten elastischen Verdrängerbandes abwälzen, nach den im Oberbegriff des Patent­ anspruches 1 angegebenen Merkmalen.

Aus der GB-PS 179 324 ist ein derartiger Rotationskolbenverdich­ ter bekannt, bei dem das Verdrängerband an freien Bandenden durch einen Bandhalter gehäusefest eingespannt ist und Arbeits­ räume permanent voneinander trennt. Durch die Trennung ergibt sich ein niederdruckseitiger Arbeitsraum und ein hochdruckseiti­ ger Arbeitsraum, wobei ein abgegrenztes Volumen von einer An­ saugöffnung zu einer Auslaßöffnung förderbar ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, gegenüber dem gat­ tungsgemäßen Rotationskolbenverdichter eine Ausführung mit an­ nähernd gleichem Bauvolumen, jedoch wesentlich größerem Förder­ volumen zu schaffen.

Zur Lösung der Aufgabe dienen die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale.

Durch die besondere Ausführung des Rotationskolbenverdichters als Zweiwellenverdichter mit gegenläufig verlagerbaren getrenn­ ten Arbeitsräumen ist ein erheblich größeres Fördervolumen bei etwa gleicher Maschinengröße realisierbar. Außerdem ist durch das in Umfangsrichtung unnachgiebig ausgebildete Verdrängerband eine verbesserte Dichtheit der Arbeitsräume gewährleistet.

Zweiwellenverdichter als sogenannte Rootsmaschinen bzw. -gebläse mit zwei Drehkolben sind zwar bekannt, sie ergeben aber durch den zwischen den Drehkolben vorhandenen Spalt und ebenso durch die dort auftretenden Gasquetschungen einen unzureichenden Wir­ kungsgrad. Außerdem wird Wärme von der warmen Maschinenseite auf die kalte Maschinenseite durch die von der warmen zur kalten Seite wechselnden Laufoberflächen der Drehkolben gefördert.

Ferner sind aus der DE-OS 20 40 990, insbesondere Fig. 6, zwei gegensinnig drehende Drehkolben mit einem Verdrängerband be­ kannt. Diese Ausführung arbeitet nach dem Prinzip einer Ver­ drängerpumpe, bei der die gegenläufig verlagerbaren Arbeitsräume nicht voneinander getrennt sind, also jeder Arbeitsraum auslaß­ seitig keinen separaten Ausgang hat und somit eine Verbindung beider Arbeitsräume beim Eindringen des Strömungsmittels in die Auslaßöffnung eintritt.

In den Unteransprüchen sind noch förderliche Weiterbildungen der Erfindung angegeben.

Der Gegenstand der Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Rotationskolbenverdichter im Querschnitt mit einlagigem Verdrängerband,

Fig. 2 den Rotationsverdichter nach der Linie II-II in Fig. 1 mit mehrlagigem Verdrängerband,

Fig. 3 eine andere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Ausfüh­ rung und

Fig. 4 den Rotationskolbenverdichter mit einem Zahnriementrieb in Ansicht.

In Fig. 1 ist ein als Zweiwellenverdichter ausgebildeter Rotati­ onskolbenverdichter gezeigt, dessen ovaler Zylinder 2 eine unten­ liegende, mittig angeordnete Ansaugöffnung 3 und eine obenlie­ gende Auslaßöffnung 4 aufweist. Die zwei Wellen 5 und 6 des Zweiwellenverdichters sind gekoppelt und drehen gegenläufig. Auf jeder dieser Wellen 5, 6 ist ein Drehkolben drehfest gelagert, der sich aus zwei zweiflügeligen Wälzkörperträgern 7, 8 und Wälzkörpern 9, 10 zusammensetzt. Die stegähnlich ausgebildeten Wälzkörperträger 7, 8 sind jeweils mit einem sich über die Brei­ te des Gehäuseinnenraums 11 des Rotationskolbenverdichters er­ streckenden Lagerbolzen 12, 13 fest verbunden, der zugleich Lager für den als Hohlwelle ausgeführten Wälzkörper 9, 10 ist. Zwischen der Hohlwelle und dem Lagerbolzen sind Wälzlager 14, 15 vorgesehen. Die Lagerbolzen 12, 13 können aber auch in den Wälz­ körperträgern 7, 8 drehbar gelagert sein, wobei die Wälzkörper 9, 10 als Rollen ausgebildet und auf den Lagerbolzen fest aufge­ bracht sind. Die Anordnung kann so getroffen sein, daß auf jedem Lagerbolzen zwei Rollen 9a, 10a zwischen den Wälzkörperträgern 7, 8 und jeweils eine Rolle 9b, 10b außerhalb dieser, also flie­ gend gelagert sein können. Eine Ausführung dieser Art ergibt eine Bandabstützung über die gesamte Breite des Verdrängerbandes 16.

Die Lage der auf den benachbarten Wellen 5, 6 paarweise angeord­ neten Wälzkörperträger 7, 8 ist untereinander so getroffen, daß sie in einem rechten Winkel zueinander liegen, wenn nach Fig. 1 einer der Wälzkörperträger 7, 8 in der vertikalen Position ist.

Über die an den Flügelenden der Wälzkörperträger gelagerten Wälzkörper 9, 10 ist ein gehäusefest eingespanntes Verdränger­ band 16 lose gelegt, das aus dünnem, biegeweichem Federstahl oder aus einem gewebten Band besteht und in Umfangsrichtung unnachgiebig ausgebildet ist, damit es die durch den Förder­ mitteldruck erzeugten Zugkräfte aufnehmen kann, ohne den steg­ ähnlichen Wälzkörperträger 7, 8 zwischen den Wälzkörpern 9, 10 bzw. Rollen zu berühren. Zum Ausgleich der Längenänderungen des Verdrängerbandes 16 ist es länger ausgeführt als es die Drehkol­ benstellung mit der größten durch die Wälzkörper 10 gebilde­ ten Hüllkurve A erfordert.

Das an den Stirnflächen 17, 18 des Gehäuses 19 der Rotationskol­ benverdichter 1 entlanggleitende und in Umfangsrichtung starre Verdrängerband wird bei der Umlenkung um die Wälzkörper 9, 10 durch Biegung beansprucht. Zur Vermeidung großer Biegebeanspru­ chung kann das Verdrängerband dünnwandig und mehrlagig ausge­ führt sein, wobei die übereinanderliegenden Lagen zueinander versetzt angeordnet sein können, wodurch sich eine Labyrinth­ dichtung zwischen den Lagen und den Stirnflächen 17, 18 des Ge­ häuses 19 ergibt (Fig. 2). Unterschiedliche Wärmeausdehnungen von Gehäuse 19 und Verdrängerbund 16 werden durch seitliches Gleiten der einzelnen Lagen kompensiert.

Durch die Lagen ist eine besondere Dichtheit der Arbeitsräume 20, 21 sichergestellt.

Die freien Bandenden 16a, 16b des Verdrängerbandes 16 sind abge­ winkelt und liegen in einer Nut 22 eines mit dem Gehäuse 19 fest verbundenen Bandhalters 23. Durch ein T-förmiges Gegenstück 24 des Bandhalters 23 werden die abgewinkelten Bandenden in der Nut 22 verklemmt.

Der Bandhalter 23 trennt aufgrund seiner Plazierung die Arbeits­ räume 20, 21 im auslaßseitigen Bereich voneinander, so daß ein Überströmen des Fördervolumens von der einen auf die andere Seite des jeweiligen Arbeitsraumes innerhalb des Rotationskol­ benverdichters vermieden wird.

Oberhalb des Bandhalters 23 befindet sich in einem ausgewölbten Gehäuseteil 19a ein Drehschieber 25 mit diametral gegenüberlie­ genden Durchtrittsöffnungen 26, 27 für den auslaßseitigen För­ derstrom, der über einen seitlich am Gehäuse 19 angebrachten An­ schlußstutzen 28 abgeführt wird. Der Drehschieber 25 ist zwei­ fach wälzgelagert und befindet sich unmittelbar stromab des Bandhalters 23.

Als Antrieb des Zweiwellenverdichters dient ein Zahnriemen 29, dem beiden Wellen 5, 6 und den Drehschieber 25 antreibt (Fig. 3). Mit 30 ist das brennkraftmaschinenseitige Antriebsrad be­ zeichnet. Der Zahnriemen ist beidseitig mit Zähnen 29a, 29b aus­ gestattet und so um die Wellen 5, 6 gelegt, daß sie sich gegen­ sinnig drehen.

Claims (7)

1. Rotationskolbenverdichter mit mindestens einem Drehkolben mit auf einem zweiflügeligen Wälzkörperträger gelagerten Wälzkör­ pern, die sich an einer Innenmantelfläche eines über die Wälz­ körper gelegten, elastischen Verdrängerbandes abwälzen, wobei zwischen dem Verdrängerband und einer Gehäusewand ein abgegrenz­ tes Volumen von einer Ansaugöffnung zu einer Auslaßöffnung för­ derbar ist, und wobei das Verdrängerband an freien Bandenden durch einen Bandhalter gehäusefest eingespannt ist und Arbeits­ räume permanent voneinander trennt, dadurch gekennzeichnet, daß auf zwei sich gegensinnig drehenden und miteinander gekop­ pelten Wellen (5, 6) je ein Drehkolben angeordnet ist, daß das über die Wälzkörper (9, 10) lose gelegte Verdrängerband in Um­ fangsrichtung unnachgiebig ausgebildet ist und daß der Bandhal­ ter (23) an der Auslaßöffnung angeordnet ist und zwei auslaß­ seitige Arbeitsräume (20, 21) voneinander trennt.

2. Rotationskolbenverdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verdrängerband (16) aus biegeweichem Federstahl besteht.

3. Rotationskolbenverdichter nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verdrängerband (16) mehrlagig ausgeführt ist.

4. Rotationskolbenverdichter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die benachbarten Lagen des mehrlagigen Verdrängerbandes (16) in Achsrichtung des Drehkolbens versetzt angeordnet sind.

5. Rotationskolbenverdichter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeder sich annähernd über die gesamte Breite des Verdränger­ bandes (16) erstreckende Wälzkörper (9, 10) als Hohlwelle ausge­ bildet und auf einem Lagerbolzen (12, 13) gelagert ist, wobei die Bolzenenden mit zugehörigen Wälzkörperträgern (7, 8) fest verbunden sind.

6. Rotationskolbenverdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bandhalter (23) eine Nut (22) aufweist, in die die abge­ winkelten Bandenden des Verdrängerbandes (18) ragen, welche durch ein T-förmiges Gegenstück (24) in der Nut (22) eingeklemmt sind.

7. Rotationskolbenverdichter nach den Ansprüchen 1 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Bandhalters (23) ein Drehschieber (25) mit zwei getrennten Fördereinlässen für die auslaßseitigen Arbeits­ räume (20, 21) vorgesehen ist.