DE69411352T2

DE69411352T2 - Drehkolbenverdichter

Info

Publication number: DE69411352T2
Application number: DE69411352T
Authority: DE
Inventors: Masanori Rinkai-Kojo Sakai-Seisakusho Sakai-Shi Osaka 592 Masuda; Takahiro Rinkai-Kojo Sakai-Seisakusho Sakai-Shi Osaka 592 Uematsu; Yasushi Rinkai-Kojo Sakai-Seisakusho Sakai-Shi Osaka 592 Yamamoto
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 1993-05-11
Filing date: 1994-04-11
Publication date: 1998-12-17
Anticipated expiration: 2014-04-12
Also published as: KR950702680A; DK0652373T3; KR100297209B1; MY110771A; CN1109692A; SG68559A1; EP0652373A1; TW301370U; DE69411352D1; JPH06323272A; CN1042565C; US5564916A; ES2119189T3; WO1994027051A1; EP0652373B1; EP0652373A4

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Drehkolbenverdichter, in erster Linie zur Verwendung in einer Kälteerzeugungsmaschine.
Im allgemeinen besitzt ein Drehkolbenverdichter ein motorgetriebenes Verdichtungsteil, das innerhalb eines geschlossenen Gehäuses vorgesehen ist. Dieses Verdichtungsteil umfaßt: einen Zylinder, der eine Zylinderkammer und eine Ansaugöffnung sowie eine Auslaßöffnung, die beide zu der Zylinderkammer hin geöffnet sind, besitzt; einen Läufer, der einfügend an einem exzentrischen Schaft einer sich von dem Motor erstreckenden Antriebswelle angebracht ist und der sich in der Zylinderkammer zusammen mit einer Rotation der Antriebswelle dreht; und eine Zunge, die an einem Zwischenabschnitt zwischen der Ansaugöffnung und der Auslaßöffnung des Zylinders gehalten ist, so daß sie radial frei vorschiebbar und zurückziehbar ist. Die Zunge ist derart angeordnet, daß ein Teil eines von der Auslaßöffnung ausgestoßenen Hochdruckgases als Gegendruck auf die Rückseite der Zunge wirkt, wobei dieser Gegendruck seinerseits die Spitze der Zunge dazu veranlaßt, daß sie stets in Kontakt mit der äußeren Umfangsfläche des Läufers gehalten wird. Daraus resultierend wird das Innere der Zylinderkammer in eine Niederdruckkammer, die mit der Ansaugöffnung in Verbindung steht, und eine Hochdruckkammer, die mit der Auslaßöffnung in Verbindung steht, unterteilt.
Wenn jedoch die Zunge an dem Zylinder abgestützt wird, um frei vorschiebbar und zurückziehbar zu sein, und einen Gegendruck auf ihrer Rückseite besitzt, so daß die Spitze der Zunge wie oben beschrieben stets in Kontakt mit der äußeren Umfangsfläche des Läufers gehalten wird, wird der zwischen der Zunge und der äußeren Umfangsfläche des Läufers befindliche Kontaktabschnitt während einer relativen Rotation des Läufers und der Zunge schlecht mit Schmieröl versorgt, wenn er in metallischen Kontakt gebracht wird. Die Folge wäre ein größerer Reibungsverlust infolge des größeren Gleitwiderstands und deshalb ein größerer Leistungsverlust, was einen Nachteil darstellt. Ferner könnte in der Hochdruckkammer verdichtetes Hochdruckgas durch den Kontaktabschnitt zwischen der Endseite der Zunge und dem Läufer in die Niederdruckkammer lecken. Dies würde ein anderes Problem verursachen, nämlich daß sich der Verdichtungswirkungs grad verschlechtert.
Deshalb hat der hiesige Erfinder schon früher einen Drehkolbenverdichter vorgeschlagen, der die oben genannten Probleme lösen kann (japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. HEI 5-202874). Obwohl diese Patentanmeldung bis jetzt noch nicht offengelegt wurde und für die vorliegende Erfindung auch keinen Stand der Technik darstellt, wird sie zum einfacheren Verständnis der vorliegenden Erfindung schon jetzt hier beschrieben. Der wie in Fig. 8 dargestellte Drehkolbenverdichter umfaßt einen Zylinder A, der eine Zylinderkammer A1 und einen Läufer C aufweist, der an einem exzentrischen Schaft B1 einer Antriebswelle B angebracht und im Inneren der Zylinderkammer A1 vorgesehen ist. In dem Drehkolbenverdichter ist eine Zunge B mit einem äußeren Umfangsabschnitt des Läufersc verbunden und steht radial nach außen hervor, während eine Arretierungsbohrung A5 mit einem kreisförmigen Querschnitt, die eine zu der Zylinderkammer Al hin offene Öffnung A4 besitzt, an einem zwischen einer Ansaugöffnung A2 und einer Auslaßöffnung A3, die beide in dem Zylinder A vorgesehen sind, befindlichen Zwischenabschnitt geformt ist. In dieser Arretierungsbohrung A5 ist eine Schwenkbuchse E vorgesehen, die schwenkbar an dem Zylinder A gehalten ist und die eine Aufnahmenut E1 besitzt, welche die hervorstehende Endseite der Zunge D in solch einer Art und Weise aufnimmt, daß die Endseite der Zunge D frei vorschiebbar und zurückziehbar ist. Bei dieser Anordnung ist die hervorstehende Endseite der Zunge D in die Aufnahmenut E1 der Buchse E eingefügt, so daß sie frei vorschiebbar und zurückziehbar ist, wodurch das Innere der Zylinderkammer A1 in eine Niederdruckkammer Y, die mit der Ansaugöffnung A2 in Verbindung steht, und eine Hochdruckkammer X, die mit der Auslaßöffnung A3 in Verbindung steht, geteilt wird. Außerdem ist die Zunge D in die Buchse E eingefügt, wodurch der Läufer C ein nicht selbst rotierender Typ ist und entlang der inneren Umfangsfläche der Zylinder Al arbeitet. Es wird angemerkt, daß in Fig. 8 das Bezugszeichen F eine Ventilplatte kennzeichnet, die auf der Außenseite der Auslaßöffnung A3 angeordnet ist, und G bezeichnet eine jeweilige Platte der Ventuplatte F.
Wenn der Läufer C durch den Antrieb der Antriebswelle B innerhalb der Zylinderkammer Al in Betrieb ist, wird die mit dem äußeren Umfangsabschnitt des Läufers C verbundene Zunge D bewegt und begleitet durch das Schwenken der Buchse E in bezug auf die betreffende Nut El vor- und zurückbewegt. Durch diesen Arbeitsvorgang wird das Innere der Zylinderkammer A1 in die Hochdruckkammer X und die Niederdruckkammer Y geteilt. Ein Gasfluid wird durch die Ansaugöffnung A2 in die Niederdruckkammer Y gesaugt, während in der Hochdruckkammer x verdichtetes Gasfluid durch die Auslaßöffnung A3 zur Außenseite ausgestoßen wird.
Wie oben beschrieben, werden bei der sogenannten Schwingtyp- Zunge, bei der die Zunge D auf der äußeren Umfangsfläche des Läufers C vorgesehen ist, so daß sie radial nach außen hervorsteht und die hervorstehende Endseite der Zunge D in die betreffende Nut E1 der Buchse E eingefügt ist, und frei vorschiebbar und zurückziehbar ist, die Zunge D und der Läufer C weder relativ zueinander bewegt noch die Zunge in Kontakt mit der äußeren Umfangsfläche des Läufers C gebracht, im Unterschied zu dem konventionellen Gegenstück, bei dem die hervorstehende Endseite der Zunge D stets in Kontakt mit der äußeren Umfangsfläche des Läufers C gehalten wird. Folglich kann der Reibungsverlust infolge des Kontakts zwischen den Läufer C und der Zunge D unterdrückt und so der Leistungsverlust reduziert werden. Jetzt kann verhindert werden, daß in der Hochdruckkammer x befindliches Hochdruckgas durch die Kontaktfläche zwischen der Zunge D und dem Läufer C in die Niederdruckkammer Y leckt, so daß der Verdichtungswirkungsgrad erhöht werden kann.
Gemäß der oben beschriebenen Anordnung jedoch bewegt sich, wenn der Läufer C innerhalb der Zylinderkammer A1 in Betrieb ist, die Endseite der hervorstehend auf der äußeren Umfangsfläche des Läufers C vorgesehenen Zunge D innerhalb der Aufnahmenut El der Buchse E vor und zurück, während sich die Buchse E der Bewegung des Läufers C folgend schwenkend innerhalb der Arretierungsbohrung AS bewegt. Die Folge ist, daß, wenn der Läufer C zum Beispiel in der Figur im Uhrzeigersinn betrieben wird, sich eine Zugspannung in der Richtung des in Fig. 8 gezeigten Pfeils Z auf der Seite der Niederdruckkammer Y in dem Verbindungsabschnitt der Zunge D zu dem Läufer C konzentriert, während sich auf der Seite der Hochdruckkammer X eine Druckspannung in dem Verbindungsabschnitt der Zunge D zu dem Läufer C konzentriert. Infolge dieses Umstands kam es an der Zunge D an dem Verbindungsabschnitt leicht zu Bruchschäden, was ein Problem darstellt.
Ein Stand der Technik, der ebenfalls von Interesse ist, ist die FR-A-634 042, die einen Drehkolbenverdichter offenbart, der entsprechend den Prinzipien des bekannten Drehkolbenverdichters gemäß der beigefügten Fig. 8 arbeitet, bei der jedoch die zylindrische Kammer des Drehkolbenverdichters einen weggeschnittenen Abschnitt besitzt, der sich durch ihre Umfangswand erstreckt, und in den extern, in einer flüssigkeitsdichten Art und Weise, ein demontierbarer Halter angebracht ist, der eine Arretierungsbohrung zur Unterbringung einer Schwenkbuchse besitzt. Die Schwenkbuchse besitzt eine Aufnahmenut zur Aufnahme der Endseite einer Zunge, die sich radial von den exzentrischen Läufer der Pumpe erstreckt, wobei die Anordnung derart ausgestaltet ist, daß, wenn der exzentrische Läufer um die Innenfläche der zylindrischen Kammer umläuft, sich die Zunge innerhalb der Aufnahmenut hin und her bewegt und die Buchse dazu veranlaßt, innerhalb des demontierbaren Halters zu oszillieren. Die Zunge ist an der Stelle, an der sie mit dem exzentrischen Läufer verbunden ist, mit einem Verdickungsabschnitt ausgestattet, so daß dort ein ausreichendes Volumen an diesem Ende der Zunge vorhanden ist, um eine Schwalbenschwanzverbindung zwischen dem Zungenende und dem Umfang des exzentrischen Läufers zu verwirklichen. Bei diesem Stand der Technik ist die Größe des demontierbaren Halters derart, daß die Schwenkbuchse um einen Betrag von dem Zentrum der zylindrischen Kammer beabstandet ist, der die Schwenkbuchse dazu veranlaßt, in solch einem Ausmaß unterhalb des Radius der externen Zylinderfläche der zylindrischen Kammer zu sein, daß es notwendig ist, die Innenfläche der zylindrischen Kammer mit einer Aussparung ausreichender Größe auszugestalten, um den Verdickungsabschnitt der Zunge unterzubringen, wenn sich die Zunge an dem oberen Ende ihres Hubs innerhalb der Buchse befindet. Bei einer solchen Anordnung ist es natürlich extrem schwierig, die Innenfläche der zylindrischen Kammer in einer Weise zu bearbeiten, daß die Aussparung mit dem Verdickungsabschnitt der Zunge zusammenpaßt, um sicherzustellen, daß ein ineffektives Volumen zwischen der äußeren Umfangsfläche des Läufers und der Schwenkbuchse vermieden wird.
Ein weiterer Stand der Technik, der von Interesse ist, ist die FR-A-575 709, die einen Drehkolbenverdichter ähnlich dem der FR-A-634 042 offenbart, außer daß dieser, anstelle ein demontierbares Gehäuse aufzuweisen, in dem eine Schwenkbuchse untergebracht ist, für diesen Zweck ein Gehäuse besitzt, das integral mit der zylindrischen Kammer auf deren Außenfläche geformt ist. Die Zunge von diesem Stand der Technik besitzt, wie die der FR-A-634 042, eine Verdickung an ihrem Ende, wo sie durch eine Schwalbenschwanzverbindung mit dem exzentrischen Läufer des Drehkolbenverdichters verbunden ist. Dieser Stand der Technik zeigt deshalb die gleichen Nachteile, wie sie oben unter Bezugnahme auf die FR-A-634 042 dargelegt wurden.
Es ist eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Drehkolbenverdichter zu schaffen, der trotz des Umstands, daß die Konstruktion eine Schwingtyp-Zunge aufweist, durch Reduzieren des ineffektiven Volumens des Standes der Technik auf der Seite der Hochdruckkammer einen gegenüber dem Stand der Technik verbesserten volumetrischen Wirkungsgrad besitzt.
Die Erfindung ist wie in den beigefügten Ansprüchen offenbart, von denen der Anspruch 1, basierend auf der Annahme, daß die vorhergenannte FR-A-575 709 den nächstliegenden Stand der Technik darstellt, in einer zweiteiligen Form formuliert wurde.
Zum Erreichen der obigen Aufgabe und gemäß dem beigefügten Anspruchs 1, umfaßt der Drehkolbenverdichter gemäß der vorliegenden Erfindung:
einen Zylinder, der eine Zylinderkammer besitzt; einen Läufer, der an einem exzentrischen Schaft einer Antriebswelle angebracht und im Inneren der Zylinderkammer vorgesehen ist; eine Zunge, die hervorstehend mit einem äußeren Umfangsabschnitt des Läufers verbunden ist, und die das Innere der Zylinderkammer in eine Niederdruckkammer, die mit einer Ansaugöffnung in Verbindung steht, und eine Hochdruckkammer, die mit einer Auslaßöffnung in Verbindung steht, unterteilt; wobei die Zunge einen Verdickungsabschnitt besitzt, der an einem Verbindungsabschnitt der Zunge zu den Läufer geformt ist; und eine Schwenkbuchse, die eine Aufnahmenut besitzt, um eine hervorstehende Endseite der Zunge in solch einer Art und Weise aufzunehmen, daß die Endseite der Zunge frei vorschiebbar und zurückziehbar ist, wobei die Buchse schwenkbar in einer Arretierungsbohrung des Drehkolbenverdichters gehalten ist; und wobei die Arretierungsbohrung in dem Zylinder geformt ist, und ein ausgesparter Abschnitt, der in der Buchse geformt ist, zum Aufnehmen des Verdickungsabschnitts dient.
Auch ist gemäß der vorliegenden Erfindung, wie in Anspruch 2 beschrieben, der Verdickungsabschnitt 41 auf der Hochdruckkammerseite des Verbindungsabschnitts der Zunge 4 zu dem Läufer 3 geformt, und der ausgesparte Abschnitt 52 zum
Aufnehmen des Verdickungsabschnitts ist auf der Hochdruckkammerseite der Schwenkbuchse 5 vorgesehen.
Des weiteren sind gemäß der vorliegenden Erfindung, wie in Fig. 3 beschrieben, die Verdickungsabschnitte 41, 41 als ein Paar sowohl auf der Hochdruckkammerseite als auch der Niederdruckkammerseite an dem Verbindungsabschnitt der Zunge 4 zu dem Läufer 3 geformt, und die ausgesparten Abschnitte 52, 52 zum Aufnehmen der Verdickungsabschnitte 41, 41 sind sowohl auf der Hochdruckkammerseite als auch auf der Niederdruckkammerseite der Schwenkbuchse 5 vorgesehen.
Überdies umfaßt die Schwenkbuchse 5 gemäß der vorliegenden Erfindung, wie in Anspruch 4 beschrieben, ein Paar von einheitlichen Buchsen 5a, 5b, die einen halbkreisförmigen Querschnitt besitzen, wobei die Aufnahmenut 51 zwischen gegenüberliegenden Flächen der einheitlichen Buchsen 5a, 5b geformt ist, und die einheitlichen Buchsen 5a, 5b jeweils mit identisch geformten ausgesparten Abschnitten 52 zum Aufnehmen des an dem Verbindungsabschnitt der Zunge 4 gebildeten Verdickungsabschnitts 41 versehen sind.
Des weiteren besitzt gemäß der vorliegenden Erfindung, wie in Anspruch 5 beschrieben, der Läufer 3 auf einem der Schwenkbuchse 5 gegenüberliegenden äußeren Umfangsabschnitt eine Paßnut 31, die sich parallel zu der Antriebswelle 6 erstreckt; und die Zunge 4 umfaßt einen Einfügungsabschnitt 4a, der in solch einer Art und Weise in die Aufnahmenut 51 einfügbar ist, daß der Einfü gungsabschnitt 4a frei vorschiebbar und zurückziehbar ist, einen Kupplungsabschnitt 4b, der dicker als der Einfügungsabschnitt 4a ist und der sicher in der Paßnut 31 einzupassen ist, und den zwischen dem Einfügungsabschnitt 4a und dem Kupplungsabschnitt 4b geformten Verdickungsabschnitt 41.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Zunge 4, wie in Anspruch 1 beschrieben, durch den Verdickungsabschnitt 41, der an dem Verbindungsabschnitt der Zunge 4 zu dem Läufer 3 vorgesehen ist, verstärkt, so daß eine Bruchschädigung der Zunge 4 an ihrem Verbindungsabschnitt zu dem Läufer 3 verhindert werden kann, obwohl ihre Konstruktion derart ist, daß die Zunge 4 hervorstehend auf einem äußeren Umfangsabschnitt des Läufers 3 vorgesehen und die hervorstehende Endseite der Zunge 4 in die Aufnahmenut 51 der Buchse 5 eingefügt und frei vorschiebbar und zurückziehbar ist. Trotzdem ist die Schwenkbuchse 5 mit dem ausgesparten Abschnitt 52 zum Aufnehmen des Verdickungsabschnitts 41 versehen. Deshalb wird, wenn der Läufer 3 während seines Betriebs innerhalb der Zylinderkammer 21 die obere Totpunkt- Zentralposition erreicht hat, d.h. wenn die Endseite der Zunge 4 tief in die Aufnahmenut 51 der Buchse 5 eingefügt ist bis die äußere Umfangsfläche des Läufers 3 in Kontakt mit einem Abschnitt der der Buchse 5 gegenüberliegenden Innenwandfläche der Zylinderkammer 21 gebracht ist, der an dem Verbindungsabschnitt der Zunge 4 vorgesehene Verdickungsabschnitt 41 in den ausgesparten Abschnitt 52 der Buchse 5 eingefügt. Folglich kann, verglichen mit einem Fall, bei dem der ausgesparte Abschnitt 52 nicht vorgesehen ist, ein in der oberen Totpunkt-Zentralposition auf der Seite der Hochdruckkammer X zwischen der äußeren Umfangsfläche des Läufers 3 und der Buchse 5 gebildetes ineffektives Volumen reduziert werden&sub4; Dementsprechend kann, wenn der Ausstoßhub abgeschlossen ist und sich zu dem Ansaughub, in dem Sauggas in die Niederdruckkammer Y gesaugt wird, verschiebt, mit dem verstärkten Verbindungsabschnitt der Zunge 4 ein Rückströmen von in dem ineffektiven Volumen verbleibendem Hochdruckgas zu der Niederdruckkammer Y, um dort zu expandieren, unterdrückt werden, so daß der volumetrische Wirkungsgrad des Verdichters sich niemals verschlechtern wird.
Auch ist gemäß der Erfindung, wie in Anspruch 2 beschrieben, der Verdickungsabschnitt 41 auf der Seite der Hochdruckkammer X an dem Verbindungsabschnitt der Zunge 4 zu dem Läufer 3 geformt, und der ausgesparte Abschnitt 52 zum Aufnehmen des Verdickungsabschnitts 41 ist auf der Hochdruckkammerseite X der Buchse 5 vorgesehen. Folglich kann die auf die Zunge 4 wirkende Druckspannung durch den Verdickungsabschnitt 41 abgebaut werden, so daß eine Bruchschädigung der Zunge 4 wirkungsvoll vermieden werden kann. Darüber hinaus wird, wenn der Läufer 3 während seines Betriebs innerhalb der Zylinderkammer 21 die obere Totpunkt-Zentralposition der Zylinderkammer 21 erreicht hat, der auf der Seite der Hochdruckkammer x befindliche Verdickungsabschnitt 41 der Zunge 4 in den ausgesparten Abschnitt 52 der Buchse 5 eingefügt, wodurch ein auf der Seite der Hochdruckkammer X zwischen der äußeren Umfangsfläche des Läufers 3 und der Buchse 5 gebildetes ineffektives Volumen weiter vermindert werden kann, während der Verbindungsabschnitt der Zunge 4 verstärkt werden kann. Dementsprechend kann der volumetrische Wirkungsgrad des Verdichters im Verhältnis verbessert werden.
Gemäß der Erfindung ist des weiteren, wie in Anspruch 3 beschrieben, ein Paar von Verdickungsabschnitten 41, 41 sowohl auf der Seite der Hochdruckkammer X als auch der Seite der Niederdruckkammer Y an dem Verbindungsabschnitt der Zunge 4 zu dem Läufer 3 ausgebildet, und ausgesparte Abschnitte 52, 52 zum Aufnehmen der Verdickungsabschnitte 41, 41 sind sowohl auf der Hochdruckkammerseite X als auch der Niederdruckkammerseite Y der Buchse 5 vorgesehen. Dies hat zur Folge, daß, wenn der Läufer 3 während seines Betriebs innerhalb der Zylinderkammer 21 die obere Totpunkt- Zentralposition erreicht hat, die auf der Hochdruckkammerseite X und der Niederdruckkammerseite Y befindlichen Verdickungsabschnitte 41, 41 der Zunge 4 jeweils in die ausgesparten Abschnitte 52, 52 der Buchse 5 eingefügt werden. Folglich kann ein zwischen der äußeren Umfangsfläche des Läufers 3 und der Buchse 5 gebildetes ineffektives Volumen vermindert werden, so daß der volumetrische Wirkungsgrad verbessert werden kann. Gleichzeitig kann durch die Verdickungsabschnitte 41, 41 sowohl die Druck- als auch Zugbelastung abgebaut werden, so daß die Zunge weiter verstärkt werden kann. Somit kann die Steifigkeit des Verbindungsabschnitts der Zunge 4 durch die zwei Verdickungsabschnitte 41, 41 weiter verbessert werden.
Ferner ist gemäß der Erfindung, wie in Anspruch 4 beschrieben, die Schwenkbuchse aus einem Paar von einheitlichen Buchsen 5a, 5b von halbkreisförmigem Querschnitt zusammengesetzt, die Aufnahmenut 51 zwischen gegenüberliegenden Flächen dieser einheitlichen Buchsen 5a, Sb ausgebildet, und identisch geformte ausgesparte Abschnitte 52 zum Aufnehmen des an dem Verbindungsabschnitt der Zunge 4 geformten Verdickungsabschnitt 41 in den einheitlichen Buchsen 5a, 5b vorgesehen. Aus diesem Grund können die einheitlichen Buchsen 5a, 5b in der gleichen Form ausgestaltet werden, was es ermöglicht, Komponententeile für eine weitverbreitete Verwendung zu standardisieren. Daraus resultierend kann die Bearbeitbarkeit der Schwenkbuchse 5 verbessert werden, während eine Fehimontage der einheitlichen Buchsen 5a, 5b verhindert werden kann.
Ferner ist gemäß der Erfindung, wie in Anspruch 5 beschrieben, gegenüberliegend der Schwenkbuchse 5 eine Paßnut 31 an einem äußeren Umfangsabschnitt des Läufers 3 vorgesehen, und ein Kupplungsabschnitt 4b, der dicker als der Einfügungsabschnitt 4a der Zunge 4 ausgebildet ist und über den Verdickungsabschnitt 41 zu dem Einfügungsabschnitt 4a reicht, ist in die Paßnut 31 eingepaßt&sub4; Folglich kann nicht nur die Steifigkeit des Verbindungsabschnitts, sondern auch des Kupplungsabschnitts 4b verbessert werden.
Fig. 1 ist eine Ansicht, die den Hauptteil des Drehkolbenverdichters gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 2 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht des gleichen Hauptteils;
Fig. 3 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht des Hauptteils, die eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
Fig. 4 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht des Hauptteils, die eine noch andere Ausführungsform der Erfindung darstellt;
Fig. 5 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht des Hauptteils, die eine weitere Ausführungsform der Erfindung darstellt;
Fig. 6 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht des Hauptteils, die eine noch andere Ausführungsform der Erfindung zeigt;
Fig. 7 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht des Hauptteils, die eine noch weitere Ausführungsform der Erfindung darstellt; und
Fig. 8 ist eine Querschnittsansicht, die einen konventionellen Drehkolbenverdichter darstellt.
Fig. 1 zeigt ein Zylinderteil des Verdichtungsteils in dem Drehkolbenverdichter. Dieses Verdichtungsteil 1 umfaßt einen Zylinder 2, der in seinem Inneren eine Zylinderkammer 21 besitzt, und der mit einer Ansaugöffnung 22 und einer Auslaßöffnung 23, die beide zu der Zylinderkammer 21 hin offen sind, versehen ist, und einen im Inneren der Zylinderkammer 21 angebrachten Läufer 3. Eine Zunge 4 ist integral an einem Abschnitt des äußeren Umfangs des Läufers 3 geformt und steht radial nach außen hervor. Ferner ist an einem zwischen der Ansaugöffnung 22 und der Auslaßöffnung 23 des Zylinders 2 befindlichen Zwischenabschnitt eine Arretierungsbohrung 25 geformt, die einen kreisförmigen Querschnitt besitzt und eine zu der Zylinderkammer 21 hin weisende Öffnung 24 aufweist. In der Arretierungsbohrung 25 ist ferner eine Schwenkbuchse 5 vorgesehen, die schwenkbar durch den Zylinder 2 gehalten ist und die eine Aufnahmenut 51 besitzt zum Aufnehmen der hervorstehenden Endseite der Zunge 4 in solch einer Art und Weise, daß die Endseite der Zunge 4 frei vorschiebbar und zurückziehbar ist. Durch die in die Aufnahmenut 51 der Buchse 5 eingefügte, frei hin und her bewegbare hervorstehende Endseite der Zunge 4 wird das Innere der Zylinderkammer 21 in eine Niederdruckkammer Y, die mit der Ansaugöffnung 22 in Verbindung steht, und eine Hochdruckkammer X, die mit der Auslaßöffnung 23 in Verbindung steht, geteilt. Des weiteren ist durch die in die Buchse 5 eingefügte Zunge 4 der Läufer 3 nicht rotierbar, sondern bewegt sich entlang der inneren Umfangsfläche der Zylinderkammer 21. Es wird angemerkt, daß in Fig. 1 das Bezugszeichen 6 eine Antriebswelle bezeichnet, deren exzentrischer Schaft 61 durch einen Preßsitz mit dem Läufer 3 verbunden ist.
Bei der oben beschriebenen Anordnung ist ein Verdickungsabschnitt 41, der an dem Verbindungsabschnitt der Zunge 4 zu dem Läufer 3 nach außen hervorsteht, zumindest auf einer der beiden durch die Seite der Hochdruckkammer X und die Seite der Niederdruckkammer Y gegebenen Seiten geformt. Des weiteren ist die Buchse 5 mit einem ausgesparten Abschnitt 52 zum Aufnehmen des Verdickungsabschnitts 41 versehen.
Wie aus der Fig. 2, in der der Montageabschnitt zwischen dem Verbindungsabschnitt der Zunge 4 und der Buchse 5 vergrößert dargestellt ist, ersichtlich, ist im vorliegenden Fall der Verdickungsabschnitt 41, der sich über den Bereich von einen Abschnitt des äußeren Umfangs des Läufers 3 bis zu dem Verbindungsabschnitt der Zunge 4 geradlinig hervorwölbt, auf der Seite der Hochdruckkammer X über die gesamte Breite der Zunge 4 an dem Verbindungsabschnitt der Zunge zu dem Läufer 3 ausgebildet. Außerdem ist der ausgesparte Abschnitt 52 zum Aufnehmen des Verdickungsabschnitts 41 an einer der Öffnung 24 der Arretierungsbohrung 25 gegenüberliegenden Position auf der Hochdruckkammerseite X der Buchse 5 geformt.
Ansonsten kann der an dem Verbindungsabschnitt der Zunge 4 vorgesehene Verdickungsabschnitt 41 kreisbogenförmig ausgestaltet sein, wie in Fig. 3 dargestellt.
Bei der obigen Anordnung ermöglicht die Anwendung einer Schwingtyp-Zunge 4 die verschiedenen Vorteile, wie sie vorhergehend beschrieben wurden. Des weiteren kann die Zunge gleichzeitig durch den auf der Seite der Hochdruckkammer X an dem Verbindungsabschnitt der Zunge 4 vorgesehenen Verdickungsabschnitt 41 verstärkt werden, so daß eine Bruchschädigung der Zunge 4 an dem Verbindungsabschnitt zu dem Läufer 3 vermieden werden kann. Trotzdem wird, wenn der Läufer 3 während seines Betriebs innerhalb der Zylinderkammer 21 die obere Totpunkt-Zentralposition erreicht hat, d.h., wenn die Endseite der Zunge 4 tief in die Aufnahmenut 51 der Buchse 5 eingefügt ist bis die äußere Umfangsfläche des Läufers 3 in Kontakt mit einer der Buchse 5 gegenüberliegenden Position auf der Innenwandfläche der Zylinderkammer 21 kommt, der Verdickungsabschnitt 41 der Zunge 4 in den ausgesparten Abschnitt 52 der Buchse 5 eingefügt. Deshalb kann ein auf der Seite der Hochdruckkammer X zwischen der äußeren Umfangsfläche des Läufers 3 und der Buchse 5 in der oberen Totpunkt-Zentralposition gebildetes ineffektives Volumen reduziert werden. Dies hat zur Folge, daß, wenn der Ausstoßhub beendet ist und sich zu dem Ansaughub, in dem Sauggas in die Niederdruckkammer Y gesaugt wird, verschiebt, ein Rückströmen von in dem ineffektiven Volumen verbleibenden Hochdruckgas zu der Niederdruckkammer Y, um dort zu reexpandieren, vermieden werden kann. Folglich kann der volumetrische Wirkungsgrad des Verdichters verbessert werden.
Wenn, wie oben beschrieben, der Verdickungsabschnitt 41 auf der Seite der Hochdruckkammer X an dem Verbindungsabschnitt der Zunge 4 vorgesehen ist, und wenn außerdem der ausgesparte Abschnitt 52 zum Aufnehmen des Verdickungsabschnitts 41, wie in Fig. 2 gezeigt, auf der Hochdruckkammerseite X der Buchse 5 geformt ist, ist vorzugsweise in der Nähe des offenen Endes der Aufnahmenut 51 auf der Niederdruckkammerseite Y der Buchse 5 eine geradlinige Kerbe 53 ausgebildet, die sich entlang einer Linie erstreckt, die einen Schnittpunkt zwischen einer den ausgesparten Abschnitt 52 bildenden schrägen Linie und einem das Profil der Buchse 5 bildenden kreisförmigen Bogen mit einem anderen Schnittpunkt zwischen einer die auf der Seite der Niederdruckkammer Y befindlichen Öffnung 24 bildenden Linie und dem vorhergenannten kreisförmigen Bogen verbindet. Der Grund dafür ist wie folgt. Wenn der ausgesparte Abschnitt 52 nur auf einer der Hochdruckkammer x gegenüberliegenden Seite der Buchse 5 geformt ist, und wenn eine Ortskurve, die von einem der Öffnung gegenüberliegenden Punkt des ausgesparten Abschnitts 52 zu einem der Öffnung 24 gegenüberliegenden Punkt der Buchse 5 auf der Niederdruckkammerseite Y gezogen ist, wie in Fig. 2 durch eine strichpunktierte Linie angedeutet, kreisförmig ausgebildet wird, wird der Läufer 3, wenn er die obere Totpunkt-Zentralposition erreicht hat, in Kontakt mit dem Bogenabschnitt der Buchse 5 gebracht. Folglich ist es notwendig, die Buchse 5 in bezug auf die Innenwandfläche der Zylinderkammer 21 radial auswärts anzuordnen. Dies hat zur Folge, daß der Zwischenraum zwischen der äußeren Umfangsfläche des Läufers 3 und der Buchse 5 nicht infolge dieser Anordnung der Buchse 5 vermindert werden könnte.
Des weiteren kann der Verdickungsabschnitt 41 auch so geformt werden, daß er sich auf der Niederdruckkammerseite Y an dem Verbindungsabschnitt der Zunge 4 zu dem Läufer 3 geradlinig von einem Abschnitt des Außenumfangs des Läufers 3 zu dem Verbindungsabschnitt der Zunge 4 hervorwölbt, wie in Fig. 4 gezeigt. In diesem Fall ist der ausgesparte Abschnitt 52 zum Aufnehmen des Verdickungsabschnitts 41 auf der Seite der Niederdruckkammer Y an einem der Öffnung 24 der Arretierungsbohrung 25 gegenüberliegenden Abschnitt der Buchse 5 vorgesehen.
Ansonsten kann der auf der Seite der Niederdruckkammer Y an dem Verbindungsabschnitt der Zunge 4 vorgesehene Verdickungsabschnitt 41 kreisbogenförmig ausgestaltet sein, wie in Fig. 5 dargestellt.
Somit wird die Zunge 4, auch bei der Anordnung von Fig. 4, wie in dem vorangegangenen Fall durch den auf der Seite der Niederdruckkammer Y an dem Verbindungsabschnitt der Zunge 4 geformten Verdickungsabschnitt 41 verstärkt. Dies hat zur Folge, daß eine Bruchschädigung der Zunge 4 an ihrem Verbindungsabschnitt zu dem Läufer 3 vermieden werden kann. Des weiteren wird, wenn der Läufer 3 während seines Betriebs innerhalb der Zylinderkammer 21 die obere Totpunkt- Zentralposition erreicht hat, gleichzeitig der Verdickungsabschnitt 41 der Zunge 4 in den ausgesparten Abschnitt 52 der Buchse 5 eingefügt. Folglich kann, verglichen mit einem Fall, bei dem der ausgesparte Abschnitt 52 nicht vorgesehen ist, ein zwischen der äußeren Umfangsfläche des Läufers 3 und der Buchse 5 in der oberen Totpunkt-Zentralposition auf der Seite der Hochdruckkammer X gebildetes ineffektives Volumen vermindert werden.
Wenn, wie zuvor beschrieben, der Verdickungsabschnitt 41 auf der Seite der Niederdruckkammer Y an dem Verbindungsabschnitt der Zunge 4 vorgesehen ist, und wenn außerdem der ausgesparte Abschnitt 52 zum Aufnehmen des Verdickungsabschnitts 41 auf der Niederdruckkammerseite Y der Buchse 5 geformt ist, ist vorzugsweise eine geradlinige Kerbe 53 in der Nähe des offenen Endes der Aufnahmenut 51 auf der Hochdruckkammerseite X der Buchse 5 ausgebildet und erstreckt sich entlang einer Linie, die einen Schnittpunkt zwischen einer den ausgesparten Abschnitt 52 bildenden schrägen Linie und einem das Profil der Buchse 5 bildenden kreisförmigen Bogen mit einem anderen Schnittpunkt zwischen einer die auf der Hochdruckkammerseite X befindlichen Öffnung 24 bildenden Linie und dem vorhergenannten kreisförmigen Bogen verbindet, wie in Fig. 4 dargestellt. Der Grund dafür ist wie folgt. Wenn der ausgesparte Abschnitt 52 nur auf der Niederdruckkammerseite Y der Buchse 5 ausgebildet ist, wie in den Fällen der Figuren 2 und 3, und wenn eine Ortskurve, die von einem der Öffnung 24 gegenüberliegenden Punkt des ausgesparten Abschnitts 52 zu einem auf der Seite der Hochdruckkammer X gegenüberliegend der Öffnung 24 befindlichen Punkt gezogen ist, ein kreisförmiger Bogen ist, wie durch die strichpunktierte Linie in Fig. 4 angedeutet, wird der Läufer 3, wenn er die obere Totpunkt-Zentralposition erreicht hat, in Kontakt mit dem Bogenabschnitt der Buchse 5 gebracht. Folglich ist es notwendig, die Buchse 5 von der Innenwandfläche der Zylinderkammer 21 radial auswärts anzuordnen. Folglich könnte der Zwischenraum zwischen der äußeren Umfangsfläche des Läufers und der Buchse infolge der Anordnung der Buchse 5 nicht vermindert werden.
Ferner kann der Verdickungsabschnitt 41 wie in Fig. 6 gezeigt, sowohl auf der Hochdruckkammerseite X als auch der Niederdruckkammerseite Y an dem Verbindungsabschnitt der Zunge 4 zu dem Läufer 3 ausgebildet sein. In diesem Fall sind ausgesparte Abschnitte 52, 52 zum Aufnehmen der Verdickungsabschnitte 41, 41 jeweils sowohl auf der Hochdruckkammerseite X als auf der Niederdruckkammerseite Y der Buchse 5 vorgesehen.
Bei der obigen Anordnung werden, wenn der Läufer 3 während seines Betriebs innerhalb der Zylinderkammer 21 die obere Totpunkt-Zentralposition erreicht hat, die auf der Hochdruckkammerseite X und der Niederdruckkammerseite Y befindlichen Verdickungsabschnitte 41, 41 der Zunge 4 jeweils in die ausgesparten Abschnitte 52, 52 der Buchse 5 eingefügt. Dies hat zur Folge, daß ein zwischen der äußeren Umfangsfläche des Läufers 3 und der Buchse 5 gebildetes ineffektives Volumen reduzierbar ist, so daß der volurnetrische Wirkungsgrad des Verdichters verbessert werden kann. Ferner kann gleichzeitig die Zunge 4 durch die Verdickungsabschnitte 41, 41 sogar noch mehr verstärkt werden, so daß die Steifigkeit des Verbindungsabschnitts der Zunge 4 weiter gesteigert werden kann, bei verbesserter Zuverlässigkeit.
Im übrigen kann die Buchse zylindrisch geformt werden, mit einer Aufnahmenut 51, deren eine radiale Seite zu der Zylinderkammer 21 hin offen und deren andere Seite verschlossen ist. Ferner kann die Buchse 5, wie in Fig. 6 gezeigt, auch aus einem Paar von einheitlichen Buchsen 5a, 5b, die einen halbkreisförmigen Querschnitt besitzen, gebildet sein, wobei eine Aufnahmenut 51 zum Aufnehmen der hervorstehenden Endseite der Zunge 4 zwischen gegenüberliegenden Flächen dieser einheitlichen Buchsen 5a, 5b ausgebildet ist. Überdies sind an einen Ende der einheitlichen Buchsen 5a, 5b, in der Richtung des kreisförmigen Bogens, ausgesparte Abschnitte 52 von identischer Form vprgesehen, welche die auf der Hoch- und Niederdruckkammerseite an dem Verbindungsabschnitt der Zunge 4 vorgesehenen Verdickungsabschnitte 41 aufnehmen, so daß die einheitlichen Buchsen 5a, 5b durch die Arretierungsbohrung 25 gehalten sind. Auf diese Weise können auch, wenn, wie in Fig. 6 gezeigt, die Verdickungsabschnitte 41 auf der Hoch- und Niederdruckkammerseite an dem Verbindungsabschnitt der Zunge 4 vorgesehen sind, die Aufnahmenut 51 und der ausgesparte Abschnitt 52 einfach in der Schwenkbuchse 5 ausgebildet werden, was für den Herstellungsprozeß der Schwenkbuchse vorteilhaft ist. Da die einheitlichen Buchsen Sa, Sb eine identische Form besitzen, können die betreffenden Komponententeile trotzdem für eine allgemeine Verwendung standardisiert werden. Überdies kann, wenn die einheitlichen Buchsen 5a, 5b symmetrisch in die Arretierungsbohrung 25 des Zylinders 2 eingebaut werden, aufgrund ihrer identischen Form eine Fehlrnontage der einheitlichen Buchsen 5a, 5b verhindert werden.
Obwohl die obigen Ausführungsformen für einen Fall beschrieben wurden, bei dem die hervorstehende Zunge 6 integral mit einem Teil der äußeren Umfangsfläche des Läufers 3 ausgebildet ist, kann die vorliegende Erfindung natürlich trotzdem auf andere Fälle angewendet werden, bei denen zum Beispiel, wie in Fig. 7 dargestellt, eine sich in der Axialrichtung erstreckende Paßnut 31 auf der äußeren Umfangsfläche des Läufers 3 vorgesehen und die Basisseite der Zunge 4 in einem tiefer gelegten Zustand mit der Paßnut 31 verbunden ist. In einem solchen Fall ist, obwohl die Verdickungsabschnitte 41, wie in Fig. 7 dargestellt, an dem Verbindungsabschnitt der Zunge 4 geformt sind, der Kupplungsabschnitt 4b der Zunge 4 zusammen mit der Paßnut 31 dicker als der zur Aufnahmenut 51 gehörende Einfügungsabschnitt 4a ausgebildet, so daß nicht nur die Steifigkeit des Verbindungsabschnitts, sondern auch die Steifigkeit des Kupplungsabschnitts 4b mit der Paßnut 31 erhöht wird. Ferner kann, wenn die Zunge 4 unabhängig von dem Läufer 3 geformt wird, der Verdickungsabschnitt 41 auch nur auf einer der beiden durch die Hoch- und Niederdruckkammerseite gegebenen Seiten geformt sein, anstatt sowohl auf der Hoch- als auch Niederdruckkammerseite, wie es in Fig. 7 gezeigt ist.

Claims

1. Drehkolbenverdichter, umfassend: einen Zylinder (2), der eine Zylinderkammer (21) besitzt; einen Läufer (3), der an einem exzentrischen Schaft (61) einer Antriebswelle (6) befestigt und im Inneren der Zylinderkammer (21) vorgesehen ist; eine Zunge (4), die hervorstehend mit einem äußeren Urnfangsabschnitt des Läufers (3) verbunden ist und das Innere der Zylinderkammer (21) in eine Niederdruckkammer (Y), die mit einer Ansaugöffnung (22) in Verbindung steht, und eine Hochdruckkammer (X), die mit einer Auslaßöffnung (23) in Verbindung steht, teilt;

wobei die Zunge (4) einen an einem Verbindungsabschnitt der Zunge (4) zu dem Läufer (3) gebildeten Verdickungsabschnitt (41) besitzt; und eine Schwenkbuchse (5), die eine Aufnahmenut (51) besitzt zum Aufnehmen einer hervorstehenden Endseite der Zunge (4) in solch einer Weise, daß die Endseite der Zunge (4) frei vorschiebbar und zurückziehbar ist, wobei die Buchse (5) schwenkbar in einer Arretierungsbohrung (25) des Drehkolbenverdichters gehalten ist; dadurch gekennzeichnet, daß

die Arretierungsbohrung (25) in dem Zylinder (2) geformt ist und daß ein in der Buchse (5) geformter ausgesparter Abschnitt (52) zum Aufnehmen des Verdickungsabschnitts (41) dient.

2. Drehkolbenverdichter nach Anspruch 1, worin der Verdickungsabschnitt (41) auf der Hochdruckkammerseite des Verbindungsabschnitts der Zunge (4) zu dem Läufer (3) geformt ist, und der ausgesparte Abschnitt (52) zum Aufnehmen des Verdickungsabschnitts (41) auf der Hochdruckkammerseite der Schwenkbuchse (5) vorgesehen ist.

3. Drehkolbenverdichter nach Anspruch 1, worin die Verdickungsabschnitte (41, 41) als ein Paar sowohl auf der Hochdruckkammerseite als auch der Niederdruckkammerseite an dem Verbindungsabschnitt der Zunge (4) zu dem Läufer (3) geformt sind, und die ausgesparten Abschnitte (52, 52) zum Aufnehmen der Verdickungsabschnitte (41, 41) sowohl auf der Hochdruckkammerseite als auf der Niederdruckkammerseite der Schwenkbuchse (5) vorgesehen sind.

4. Drehkolbenverdichter nach Anspruch 3, worin die Schwenkbuchse (5) aus einem Paar einheitlicher Buchsen (5a, 5b) gebildet ist, die einen halbkreisförmigen Querschnitt besitzen, die Aufnahmenut (51) zwischen gegenüberliegenden Flächen der einheitlichen Buchsen (5a, 5b) geformt ist, und identisch geformte ausgesparte Abschnitte (52) zum Aufnehmen der an dem Verbindungsabschnitt der Zunge (4) geformten Verdickungsabschnitte (41, 41) in den einheitlichen Buchsen (5a, 5b) vorgesehen sind.

5. Drehkolbenverdichter nach Anspruch 1 oder 3, worin der Läufer (3) auf einem der Schwenkbuchse (5) gegenüberliegenden äußeren Umfangsabschnitt eine Paßnut (31) besitzt, die sich parallel zu der Antriebswelle (6) erstreckt, und die Zunge (4) einen Einfügungsabschnitt (4a) aufweist, der in solch einer Art und Weise in die Aufnahrnenut (51) einfügbar ist, daß der Einfügungsabschnitt (4a) frei vorschiebbar und zurückziehbar ist, ein Kupplungsabschnitt (4b) dicker als der Einfügungsabschnitt (4a) ausgebildet und sicher in die Paßnut (31) eingepaßt ist, und der Verdickungsabschnitt (41) zwischen dem Einfügungsabschnitt (4a) und dem Kupplungsabschnitt (4b) geformt ist.

6. Drehkolbenverdichter nach Anspruch 2, worin der Läufer (3) auf einem der Schwenkbuchse (5) gegenüberliegenden äußeren Umfangsabschnitt eine Paßnut (31) besitzt, die sich parallel zu der Antriebswelle (6) erstreckt, und die Zunge (4) einen Einfügungsabschnitt (4a) aufweist, der in solch einer Art und Weise in die Aufnahnenut (51) einfügbar ist, daß der Einfügungsabschnitt (4a) frei vorschiebbar und zurückziehbar ist, ein Kupplungsabschnitt (4b) dicker als der Einfügungsabschnitt (4a) ausgebildet und sicher in die Paßnut (31) eingepaßt ist, und der Verdickungsabschnitt (41) zwischen dem Einfügungsabschnitt (4a) und dem Kupplungsabschnitt (4b) geformt ist.

7. Drehkolbenverdichter nach Anspruch 3, worin der Läufer auf einem der Schwenkbuchse (5) gegenüberliegenden äußeren Urnfangsabschnitt eine Paßnut (31) besitzt, die sich parallel zu der Antriebswelle (6) erstreckt, und die Zunge (4) einen Einfügungsabschnitt (4a) aufweist, der in solch einer Art und Weise in die Aufnahmenut (51) einfügbar ist, daß der Einfügungsabschnitt (4a) frei vorschiebbar und zurückziehbar ist, ein Kupplungsabschnitt (4b) dicker als der Einfügungsabschnitt (4a) ausgebildet und sicher in die Paßnut (31) eingepaßt ist, und die Verdickungsabschnitte (41, 41) zwischen dem Einfügungsabschnitt (4a) und dem Kupplungsabschnitt (4b) geformt sind.