DE8415360U1

DE8415360U1 - Drehhuelsen-lagervorrichtung fuer einen drehkolbenkompressor

Info

Publication number: DE8415360U1
Application number: DE19848415360U
Authority: DE
Original assignee: Nippon Piston Ring Co Ltd
Current assignee: Nippon Piston Ring Co Ltd
Priority date: 1983-05-20
Filing date: 1984-05-21
Publication date: 1984-09-27
Also published as: DE3460681D1; CA1227518A; JPS647230B2; US4514156A; EP0126478A1; EP0126478B1; JPS59213983A

Description

Nippon Piston Ring Co. Ltd. 18. 5. 1984

2-6, Kudankita 4-chome K 5500 Bd/lV/he

Chiyoda-ku, Tokyo/Japan

Beschreibung

Drehhülsen-Lagervorrichtung für einen Drehkolbenkompressor

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Lagern einer Drehhülse für einen Drehkolbenkompressor, bei welchem eine Drehhülse drehbar in dem Mittelgehäuse zwecks Rotation mit einer Vielzahl von Flügeln angeordnet und von einem Luftlager schwebend getragen ist, welches zwischen dem Außenumfang der Drehhülse und dem Innenumfang des Mittelgehäuses ausgebildet ist.

Ein bewegbarer Flügelkompressor der Art,bei welcher eine Drehhülse innerhalb eines Luftlagerraumes angeordnet ist, welcher zwischen dem Außenumfang der Drehhülse und dem Innenumfang des Mittelgehäuses begrenzt ist, ist an der Spitze eines jeden Flügels frei vor Reibungshitze und Verschleiß und demzufolge als Lcder bzw. Gebläse für ein Kraftfahrzeug geeignet, welcher über einen weiten Bereich von geringerer bis hoher Geschwindigkeit laufen soll. Jedoch besteht die Möglichkeit einer Abnutzung und eines Festlaufens, wenn die Drehhülse einen Reibkontakt mit dem Mittelgehäuse aufweist, wenn sie zum Innenumfang des Mittelgehäuses

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durch Luft gedrückt wird, die in dem Kompressionsarbeitsraum komprimiert ist, welcher zwischen der Drehhülse, dem Rotor und den benachbarten Flügeln begrenzt ist. Nach Versuchsergebnissen, wobei der Außenumfang der Drehhülse den Innenumfang des Mittelgehäuses an der Kompressionsseite nicht auf einer Linie, sondern in einem Bereich berührt, wurde in der Japanischen Patentanmeldung No. 58-28608 vorgeschlagen, daß ein Drehkolbenkompressor mit einem Einlaß versehen ist, der an dem Anfangspunkt des Kontaktbereiches in der Kompressionsseite des Innenumfanges des Mittelgehäuses angeordnet ist, wobei ein Luftzulieferungsdurchgang vorgesehen ist, der sich von dem Einlaß zu der Umgebung, der Entladekammer oder dem Kompressionsarbeitsraum erstreckt, so daß Luft dem Kontaktbereich zugeführt wird, um die Lagerfähigkeit des Luftlagerraumes zu erhöhen. Der Einlaß ist wünschenswert mit dem Arbeitsraum unter Maximaldruck verbunden, um Luft mit dem Maximaldruck an den Luftlagerraum zu liefern. Jedoch besteht ein Problem darin, daß die Luftzufuhr unausreichend im Hinblick auf Volumen und Druck ist, um einen direkten Kontakt zwischen Drehhülse und dem Mittelgehäuse zu verhindern, wenn der Rotor mit einer Drehgeschwindigkeit läuft, die oberhalb einer Grenze liegt, bei welcher die zu dem Luftlagerraum zuzuführende Luftmenge die Menge überschreitet, die von dem Arbeitsraum abgezogen werden kann.

Mit der vorliegenden Erfindung wird eine Drehhülsen-Lagervorrichtung für einen Drehkolbenkompressor geschaffen, bei welchem eine Luftzufuhr zu dem Luftlagerraum in Bezug auf Druck und Volumen ausreichend ist, um einen direkten Kontakt zwischen der Drehhülse und dem Mittelgehäuse selbst dann zu verhindern, wenn der Kompressor mit Geschwindigkeiten läuft, die höher als eine Grenze sind, bei welcher der Luftlagerraum eine

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größere Luftmenge erfordert, als sie aus dem Kompressionsarbeitsraum herausgezoger, werden kann.

Die Vorrichtung gemäß Erfindung umfaßt einen Einlaß, der an einem Bereich in der Kompressionsseite des Innenumfanges des Mittelgehäuses vorgesehen ist, zu welchem die Drehhülse durch komprimierte Luft gedrückt wird, einen Luftzuführdurchgang, der sich von dem Kompressionsarbeitsraum unmittelbar vor Anschluß an die Entladekammer erstreckt, wobei sich ein Hilfsdurchgang von der Entlade- bzw. Auslaßkammer zu dem LuftzufUhrdurchgang erstreckt und ein Absperrventil in dem Hilfsdurchgang vorgesehen ist. Wenn der Rotor mit einer Geschwindigkeit läuft, die geringer als eine Grenze ist, bei welcher die zu dem Luftlagerraum zuzuführende Luftmenge höher als die liegt, die von dem Kompressionsarbeitsraum abgezogen werden kann, wird Luft mit einem höheren Druck als der Entladedruck zu dem Luftlagerraum zugeführt, um die Lagerwirksamkeit zu erhöhen, wobei somit ein direkter Kontakt zwischen der Drehhülse und dem Mittelgehäuse verhindert ist. Wenn er mit Geschwindigkeiten läuft, die über der erwähnten Grenze liegen, ist die Luftzufuhr ebenfalls im Druck und Volumen ausreichend, um einen direkten kontakt zwischen der Drehhülse und dem Mittelgehäuse zu verhindern, weil sich das Absperrventil öffnet, um eine ausreichende Luftzufuhr durch den Hilfsdurchgang zu dem Luftlagerraum aus der Entladekammer zu gestatten, wenn der Druck in dem Luftzuführdurchgang unter den Entladedruck: abfällt.

Die erzielbaren Vorteile liegen insbesondere darin, daß die Drehhülse gleichmäßig läuft, ohne einen direkten Kontakt mit dem Mittelgehäuse bei hohen Laufgeschwindigkeiten herzustellen, wobei weiterhin das Mittelgehäuse ^OJ und die Drehhülse gegen Abnutzungs- und Festfreßerscheinungen geschützt sind.

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Die Erfindung wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.

In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht des Drehkolbenkompressors mit der Vorrichtung gemäß Erfindung, wobei die Innenseite durch Fortnehmen des Seitenrückgehäuses gezeigt ist,

Fig. 2 eine Schnittansicht längs der Linie H-II in Fig. 1.

Wie in Fig. 1 gezeigt ist, ist ein Rotor 10 des Drehkolbenkomprcssors an einer Rotorwelle 12 befestigt und in einer Drehhülse 30 exzentrisch angeordnet, um sich in der Richtung zu drehen, wie sie durch einen Pfeil angezeigt ist. Der Rotor 10 weist eine Vielzahl von" Flügeln 16 auf, die radial bewegbar in den entsprechenden Ausnehmungen 15 angeordnet sind. Der Scheitel bzw. die Spitze des Flügels 16 ist mit Cem Innenumfang der Drehhülse 30 in Kontakt. Die Drehhülse 30 wird schwebend in einem Luftlagerraum 40 getragen, der zwisehen dem Außenumfang der Drehhülse und dem Innenumi'ang des Mittelgehäuses 22 begrenzt ist. Die Breite des Luftlagerraumes 40 ist übertrieben dargestellt; tatsächlich beträgt sie weniger als 0,1 mm.

Zwei benachbarte Flügel 16 bilden bei der Rotation einen Kompressionsarbeitsraum 43 auf der Kompressionsseite des Kompressors. Der Kompressionsarbeitsraum 43 hat seinen Maximaldruck unmittelbar vor der Innenverbindung mit der Entladekammer 41 über einen Entladedurch-

gang 42. Ein Auslaßdurchgang 44 ist vorgesehen, um Luft mit maximalem Druck aus dem Kompressionsarbeitsraum ab-

-δ-zuziehen,und ein anderer Auslaßdurchgang ^6 ist in der Entladekammer 41 vorgesehen. Ein Einlaß 71 ist an dem Anfangspunkt des Bereiches vorgesehen, in welchem die Drehhülse 30 innen durch die komprimierte Luft in den Kompressionsarbeitsraum 43 gedrückt wird. Der Einlaß 71 ist mit dem Auslaßdurchgang 44 unter Zwischenschaltung eines Luftzuführdurchganges 45 verbunden, welcher mit dem anderen Auslaßdurchgang 46 über einen Hilfsdurchgang 47 verbunden ist, welcher mit einem Absperrventil 76 versehen ist. Die beiden Durchgänge 45, 47 sind in dem Mittelgehäuse angeordnet, jedoch aus Gründen der Übersichtlichkeit gestrichelt als außerhalb des Gehäuses liegend dargestellt.

Wie in Fig. 2 gezeigt ist, ist der Rotor 10 einstückig mit einer Welle 12 ausgebildet, die drehbar in Lagern 18, 19 in dem entsprechenden vorderen und rückwärtigen Seitengehäuse 21, 23 gelagert ist. Die Welle 12 ist an dem Vorderende mit einer Scheibe 14 verbunden, die von einem Motor gedreht wird. Eine Abdichtung ist zwischen dem rückwärtigen Seitengehäuse 26 und der rückwärtigen Abdeckung 24 vorgesehen, in welcher die Endlade- bzw. Abgabekammer und die Saugkammer 51 vorgesehen sind. Der Luftzuführdurchgang 45 öffnet sich in den Luftlagerraum 40 zwischen dem Mittelgehäuse 22 und der Drehhülse 30 durch den Einlaß 71 an dem Anfangspunkt des Bereiches, gegen welchen die Drehhülse 30 von der komprimierten Luft gedrückt wird.

Bei Rotation des Rotors 10 des Kompressors nach Fig.1 und 2 wird Luft graduell in den Kompressionsarbeitsraum 43 komprimiert, welcher zwischen den beiden benachbarten Flügeln 16 begrenzt ist, so daß er seinen Maximaldruck unmittelbar vor der Verbindung des Kompressionsarbeitsraumes mit der Entladekammer 41 aufweist. Die Luft mit maximalem Druck wird durch den

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-δ-Auslaßdurchgang 44 zu dem Luftzuführdurchgang 45 gezogen und dem Luftlagerraum 40 aus dem Einlaß 71 an den Anfangspunkt des Bereiches zugeführt, zu dem die Drehhülse 30 von der komprimierten Luft in den Arbeitsraum 43 gedrückt wird, um so die Lagerfähigkeit des Raumes zu erhöhen. Die in den Bereich strömende Luft mit höherem Druck verhindert einen direkten Kontakt zwischen der Drehhülse 30 und dem Mittelgehäuse 22, wenn die Drehhülse 30 zu dem Bereich durch die Hochdruckluft in den Kompressionsarbeitsraum 43 gedrückt wird. Wenn sich der Rotor mit Geschwindigkeiten dreht, die niedriger als eine Grenze sind, bei welcher die Luftmenge, die dem Luftlagerraum 40 zuzuführen ist, mehr erfordert, als aus dem Kompressionsarbeitsraum 43 abgezogen werden kann, wird die Luft, die einen Druck aufweist, der höher als der Abgabedruck ist, zugegeben, um die Lagerkapazität des Luftlagerraumes 40 mit dem Ergebnis zu erhöhen, daß die Drehhülse 30 daran gehindert wird_; einen reibenden Kontakt mit dem Mittelgehäuse 22 herzustellen.

Wenn sich der Rotor mit Geschwindigkeiten dreht, die höher als die erwähnte Grenze sind, fällt der Druck in dem Luftzuführraum 45 unter den Abgabedruck ab, so daß sich das Absperrventil 76 öffnet, um zu gestatten, daß Luft zu dem Luftlagerraum 40 aus der Abgabekammer 41 geliefert wird. Die Abgabekammer 41 kann dem Lagerraum 40 in Volumen und Druck ausreichende Luft zuführen, obwohl ihr Druck geringer als der Maximal-

druck in dem Arbeitsraum ist. Somit kann der Luftlagerraum 40 einen direkten Kontakt zwischen der Drehhülse 30 und dem Mittelgehäuse 22 verhindern.

Aus dem Obigen ergibt sich, daß die Vorrichtung gemäß Erfindung Luft mit Maximaldruck dem Luftlagerraum zuführt, um die Lagerkapazität zu erhöhen, wobei ein

direkter Kontakt zwischen der Drehhülse und dem Mittelgehäuse verhindert wird, wenn der Rotor mit geringer oder mittlerer Geschwindigkeit umläuft. Die Vorrichtung liefert ebenfalls Luft mit Entladedruck an den Luftlagerraum aus der Entladekammer, um einen direkten Kontakt zwischen dem Mittelgehäuse und der Drehhülse zu verhindern, wenn sich der Rotor mit hohen Geschwindigkeiten dreht, bei welchen der Luftlagerraum mehr als das benötigt, was aus dem Arbeitsraum abgezogen werden kann. Dies ergibt sich aus dem Absperrventil in dem Hilfsdurchgang, welches sich öffnet, um eine zusätzliche Luftzufuhr zu dem Luftlagerraum aus der Entladekammer zu gestatten, wenn der Druck des Luftzuführdurchganges unterhalb des Abgabedruckes liegt.

Es wird ein Luftlagerraum für die Verwendung bei einem bewegbaren Flügelkompressor der Art vorgeschlagen, bei welcher eine Drehhülse 30 in dem Mittelgehäuse 22 zwecks Rotation mit einer Vielzahl von Flügeln 16 angeordnet ist. Dabei umfaßt die Vorrichtung einen Luftlagerraum 40, der zwischen dem Innenumfang des Mittelgehäuses und dem Außenumfang der Drehhülse begrenzt ist, um die Drehhülse schwebend zu tragen.Ein Luftzuführdurchgang 45 zum Zuführen von Luft zu dem Luftlagerraum aus dem Kompressionsarbeitsraum ist ebenfalls vorgesehen.

Um die Lagereigenschaften des Luftlagerraumes zu verbessern, wenn der Kompressor mit hohen Geschwindigkeiten läuft, bei denen die Menge an dem Luftlagerraum zuzuführende Luft diejenige überschreitet, die aus dem Kompressionsarbeitsraum abgezogen werden kann, ist die Vorrichtung mit einem Hilfsdurchgang 47 versehen, der sich von der Entladekammer 41 zu dem Luft-

^ zuführdurchgang über ein Absperrventil 76 erstreckt, um Luft aus der Entladekammer zu dem Luftlagerraum zu liefern.

Claims

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1. Drehhülsen-Lagervorrichtung für einen Drehkolbenkompressor, welcher mit einem Mittelgehäuse, einer Drehhülse, die drehbar innerhalb dieses Mittelgehäuses angeordnet ist, einen innerhalb der Drehhülse vorgesehenen Rotor, eine Vielzahl von Flügeln umfaßt, welche in dem Rotor bewegbar eingepaßt sind, und wobei eine Entladekammer vorgesehen ist und ein dünner Luftlagerraum zwischen dem Innenumfang des Mittelgehäuses und dem Außenumfang der Drehhülse b.egrenzt ist, mit einem Einlaß, der an der Innenfläche der Kompressionsseite des Mittelgehäuses vorgesehen ist, wobei sich ein Luftzuführdurchgang von einem Kompressionsarbeitsraum unmittelbar vor der Verbindung mit der Entladekammer erstreckt, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftzuführdurchgang (45) mit der Entladekammer (41) über einen Hilfsdurchgang

(47) verbunden ist, welcher mit einem Absperrventil (76) versehen ist.

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2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaß (71) am Ausgangspunkt eines Bereiches vorgesehen ist, zu welchem die Drehhülse von der komprimierten Luft in den Kompressionsarbeitsraum (43) gedrückt wird.