DE4409343A1 - Verdränger für eine Spiralverdrängermaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Verdränger für eine Spiralverdrän­ germaschine mit einer Verdrängermittelplatte und auf dieser beidseitig angeordneten spiralförmigen Verdrängerschaufeln.

Spiralverdrängermaschinen, wie sie beispielsweise aus der DE-OS 38 39 253 bekannt sind, werden vorzugsweise als Ladeluftverdich­ ter für Brennkraftmaschinen in Kraftfahrzeugen angewandt. Diese Spiralverdrängermaschinen bestehen im wesentlichen aus einem in etwa zylinderförmigen Gehäuse, an dessen Innenstirnflächen spi­ ralförmige Schaufeln angeordnet sind. In diesem Gehäuse der Spi­ ralverdrängermaschine ist ein Verdrängerbauteil drehbar gela­ gert, dessen Drehachse mit einer Verdrängermittelplatte verbun­ den ist, die den Innenraum des Verdrängermaschinengehäuses in zwei Arbeitsräume aufteilt. Auf beiden Seiten der Verdrängermit­ telplatte sind ebenfalls spiralförmig angeordnete Verdränger­ schaufeln vorgesehen, die mit den spiralförmigen Schaufeln an den Gehäuseinnenseiten im Eingriff stehen. Bei einer exzentri­ schen Drehbewegung des Verdrängerbauteils werden durch die Schaufeln des Verdrängerbauteils und des Maschinengehäuses si­ chelförmige Arbeitsräume eingeschlossen, die sich unter Volumen­ verringerung in Richtung Auslaßöffnung der Maschine bewegen und so ein Arbeitsmedium transportieren und verdichten.

Bei den bisher bekannt gewordenen Verdrängerbauteilen für derar­ tige Spiralverdrängermaschinen sind die Verdrängerschaufeln auf der Ober- und Unterseite der Verdrängermittelplatte punktsymme­ trisch zueinander angeordnet. Wie aus Fig. 2 den Stand der Technik erläuternd entnehmbar ist, stehen sich die Verdränger­ schaufeln 3, 5 und 4, 6 auf beiden Seiten der Verdrängermittel­ platte 2 über ihrer gesamten Erstreckung genau gegenüber.

Die Herstellung derartiger Verdrängerbauteile erfolgt üblicher­ weise im Metall-Druckgußverfahren und einer anschließenden Fein­ bearbeitung der Metalloberflächen. Bei der Herstellung und dem Betrieb der nach dem Stand der Technik bekannten Verdränger war ein gewisser Ausschuß wegen Lunkerbildung und Rißbildungsneigung im Bereich der Schaufelanbindung an die Verdrängermittelplatte unvermeidlich, da die Krafteinleitung der sich gegenüberstehen­ den Verdrängerschaufeln am gleichen Ort an der Verdrängermittel­ platte erfolgt und hierfür nur ein sehr schmaler Bereich zur Verfügung steht.

Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, ein Verdränger­ bauteil vorzuschlagen, das auf Grund seiner besonderen Schaufel­ anordnung eine Produktion mit weniger Ausschuß erlaubt und bei dem die Schaufelanbindungsstellen an die Verdrängermittelplatte eine geringere Rißbildungsneigung aufweisen.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1. Im Anspruch 2 ist eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung dargelegt.

Durch die erfindungsgemäß gewählte Anordnung der Verdränger­ schaufeln kann deren Krafteinleitung in die Verdrängermittel­ platte besser als bisher möglich auf unterschiedliche Bereiche der Verdrängermittelplatte verteilt werden. Dadurch nimmt die Rißneigung an den Anbindungsstellen der Verdrängerschaufeln an der Verdrängermittelplatte deutlich ab. Die versetzte Anordnung der Verdrängerschaufeln an der Verdrängermittelplatte erfolgt gemäß dem Kennzeichen des Patentanspruchs 1 dadurch, daß die Verdrängerschaufeln auf der einen Seite der Verdrängermittel­ platte im Vergleich zu den auf der anderen Seite angeordneten Verdrängerschaufeln einen entgegengesetzten Drehsinn aufweisen.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind zusätz­ lich die Anfangs- und Endstellen der Verdrängerschaufeln so auf der Verdrängermittelplatte angeordnet, daß die Position des An­ fangs und des Endes einer jeden Verdrängerschaufel auf der einen Seite der Verdrängermittelplatte der Anfangsposition und der Endposition der Verdrängerschaufeln auf der entgegengesetzten Seite der Verdrängermittelplatte entspricht.

Zur Verdeutlichung des Erfindungsgegenstandes ist der Beschrei­ bung eine Zeichnung beigefügt, die in

Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf das erfin­ dungsgemäße Verdrängerbauteil darstellt, wäh­ rend

Fig. 2 einen Querschnitt durch ein Verdrängerbauteil gemäß dem Stand der Technik darstellt, und in der in

Fig. 3 ein Querschnitt AA durch das Verdrängerbau­ teil gemäß Fig. 1 abgebildet ist.

In Fig. 1 ist mit 1 das Verdrängerbauteil in einer schemati­ schen Draufsicht dargestellt. Dabei ist mit 2 die Verdrängermit­ telplatte bezeichnet, auf deren Oberseite die Verdrängerschau­ feln 9, 10 angeordnet sind. In schraffierter Darstellungsweise sind die auf der Rückseite der Verdrängermittelplatte 2 befind­ lichen Verdrängerschaufeln 7, 8 eingezeichnet, während mit 11 die Hauptnabe und mit 12 die Nebennabe des Verdrängerbauteils gekennzeichnet ist. Abweichend von der bisher bekannten punkt­ symmetrischen Anordnung der sich auf beiden Seiten der Verdrän­ germittelplatte 2 gegenüberstehenden Verdrängerschaufeln 7, 8 und 9, 10 ist hier erfindungsgemäß eine Anordnung gewählt wor­ den, bei der die Verdrängerschaufeln 7, 8 auf der einen Seite der Verdrängermittelplatte 2 im Vergleich zu den auf der anderen Seite der Verdrängermittelplatte angeordneten Verdrängerschau­ feln 9, 10 einen entgegengesetzten Drehsinn aufweisen. Danach winden sich die Verdrängerschaufeln 9, 10 von ihren radial äuße­ ren Enden 14, 16 spiralförmig entgegen dem Uhrzeigersinn nach innen, während die Verdrängerschaufeln 7, 8 auf der anderen Sei­ te der Verdrängermittelplatte sich von ihren äußeren Enden 13, 15 spiralförmig und im Uhrzeigersinn in Richtung auf die Haupt­ nabe 11 hin winden. Durch diese Anordnung wird erreicht, daß die Anbindung der Verdrängerschaufeln an die Verdrängermittelplatte 2 in weiten Bereichen ungestört von den Anbindungsstellen der Verdrängerschaufeln auf der anderen Seite der Verdrängermittel­ platte erfolgt.

Ein Querschnitt AA gemäß Fig. 1 durch die Verdrängermittelplat­ te zeigt in Fig. 3 deutlich, daß die Anbindungsstellen 17, 18 der Verdrängerschaufeln 7, 8 an der Verdrängermittelplatte 2 ei­ nen deutlichen Abstand von den Anbindungsstellen 19, 20 der Ver­ drängerschaufeln 9, 10 haben.

Ein Vergleich mit den Verhältnissen bei einem Verdränger gemäß dem Stand der Technik, wie er in Fig. 2 abgebildet ist, zeigt deutlich, daß dort die Verdrängerschaufeln 3, 4 an der Verdrän­ germittelplatte 2 genau gegenüber den Verdrängerschaufeln 5, 6 angeordnet sind. Bei einer derartigen Bauform konzentriert sich die Krafteinleitung der sich gegenüberliegenden Verdrängerschau­ feln in die Verdrängermittelplatte 2 an nur sehr eng begrenzten Orten dieser Verdrängermittelplatte, so daß hier erhöhte Materi­ alspannungen festzustellen sind. Diese führten wie schon erwähnt etwa bei Lunkerbildung in der Verdrängermittelplatte gelegent­ lich zu einer Kaltrißbildung.

In einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung sind die An­ fangs- und Endpositionen der Verdrängerschaufeln auf beiden Sei­ ten der Verdrängermittelplatte wie in Fig. 1 dargestellt ange­ ordnet. Dabei weisen die Verdrängerschaufeln auf den entgegenge­ setzten Seiten der Verdrängermittelplatte 2 nicht nur einen ent­ gegengesetzten Drehsinn auf, sondern sie sind auch so angeord­ net, daß die Position des Anfangs 13, 15 einer jeden Verdränger­ schaufel 7, 8 auf der einen Seite der Verdrängermittelplatte 2 der Anfangsposition 14, 16 der auf der anderen Seite der Ver­ drängermittelplatte 2 befindlichen Verdrängerschaufeln 9, 10 entspricht.

Die sich so spiralförmig nach innen windenden Verdrängerschau­ feln 7, 8 und 9, 10 sind dabei so ausgebildet, daß auch ihre Endpositionen 18, 19 und 17, 20 einander scheinbar gegenüberste­ hen.

Eine derartige Anordnung der Verdrängerschaufeln führt dann, wenn jede der Verdrängerschaufeln eine spiralförmige Windung um 360° vollführt, zu nur drei Schnittpunkten je Verdrängerschau­ fel, an denen sich die Anbindungsstellen der sich gegenüberlie­ genden Verdrängerschaufeln gegenüberstehen.

Claims (2)

1. Verdränger für eine Spiralverdrängermaschine, mit einer Ver­ drängermittelplatte und mit auf dieser beidseitig angeordne­ ten spiralförmigen Verdrängerschaufeln, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdrängerschaufeln (7, 8) auf der einen Seite der Verdrängermittelplatte (2) im Ver­ gleich zu den auf der anderen Seite der Verdrängermittelplat­ te (2) angeordneten Verdrängerschaufeln (9, 10) einen entge­ gengesetzten Drehsinn aufweisen.

2. Verdränger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anfangsposition (13, 15) und die Endposition (18, 19) einer jeden Verdrängerschaufel (7, 8) auf der einen Seite der Ver­ drängermittelplatte (2) der Anfangsposition (14, 16) bzw. der Endposition (17, 20) der Verdrängerschaufeln (9, 10) auf der entgegengesetzten Seite der Verdrängermittelplatte (2) ent­ spricht.