EP0283867A2 - Rolling vane compressor - Google Patents

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EP0283867A2
EP0283867A2 EP88103830A EP88103830A EP0283867A2 EP 0283867 A2 EP0283867 A2 EP 0283867A2 EP 88103830 A EP88103830 A EP 88103830A EP 88103830 A EP88103830 A EP 88103830A EP 0283867 A2 EP0283867 A2 EP 0283867A2
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Abstract

A rotating piston compressor includes a cylinder. A thin-walled radially resilient piston contacts the cylinder at a given location and has a circular cross section, a surface facing the cylinder and a surface facing away from the cylinder. A rotationally symmetrical radial support engages the surface of the piston facing away from the cylinder. The support and the piston have local play therebetween at the given location. A drive shaft is connected to the support for eccentrically moving the support and the piston, the drive shaft having an eccentricity being greater than one-half the difference between the diameters of the cylinder and the piston.

Description

Die Erfindung betrifft einen Rollkolbenverdichter oder allge­mein ausgedrückt eine Rotationskolbenmaschine mit einem Zylin­der, in dem oder um den ein dünnwandiger, radial federnder Kol­ben mit Kreisquerschnitt mit Hilfe einer rotationssymmetrischen radialen Abstützung von einer Antriebswelle exzentrisch bewegt wird, wobei die Exzentrizität größer als die halbe Differenz der Durchmesser von Zylinder und Kolben ist.The invention relates to a rotary piston compressor or, generally speaking, a rotary piston machine with a cylinder in or around which a thin-walled, radially resilient piston with a circular cross section is moved eccentrically by means of a rotationally symmetrical radial support from a drive shaft, the eccentricity being greater than half the difference in the diameters of cylinders and pistons.

Nach der deutschen Offenlegungsschrift 35 30 436 umfaßt die rotationssymmetrische Abstützung eine dünnwandige Schale aus dauerelastischem Material, die mit dem einen Ende an einer An­triebswelle befestigt ist und mit dem anderen Ende auf den Rollkolben drückt. Die Schale wirkt dabei als Biegefeder. Des­halb wird sie beim Umlaufen des Rollkolbens ständig verformt. Die damit verbundene Walkarbeit verursacht Verluste und führt zu einer Erwärmung. Dies widerspricht der an sich gewünschten isothermischen Verdichtung. Deshalb geht die Erfindung von der Aufgabe aus, eine rotationssymmetrische Abstützung zu schaffen, die mit geringeren Verlusten arbeitet und dennoch ebenso ein­fach aufgebaut ist wie die bekannte rotationssymmetrische Abstützung.According to German Offenlegungsschrift 35 30 436, the rotationally symmetrical support comprises a thin-walled shell made of permanently elastic material, which is attached at one end to a drive shaft and at the other end presses on the roller piston. The shell acts as a spiral spring. Therefore, it is constantly deformed when the roller piston rotates. The associated flexing work causes losses and leads to warming. This contradicts the isothermal compression desired per se. Therefore, the invention is based on the task of creating a rotationally symmetrical support that works with lower losses and yet is constructed just as simply as the known rotationally symmetrical support.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß die Abstützung an der zy­linderfernen Seite des Kolbens angreift, während an der Be­rührungsstelle des Kolbens mit dem Zylinder örtlich ein Spiel zwischen dem Kolben und der Abstützung vorhanden ist.According to the invention, it is provided that the support acts on the side of the piston remote from the cylinder, while locally there is play between the piston and the support at the point of contact of the piston with the cylinder.

Bei der Erfindung wird im Fall der Ausführungsform mit innen­liegendem Rollkolben die zur Verformung des Rollkolbens not­wendige Kraft nicht als Druckkraft auf die Innenseite des Roll­kolbens übertragen, sondern von der der Dichtungsstelle, also der Berührungsstelle zwischen Rollkolben und Zylinder ent­fernt liegenden, sozusagen zylinderfernen Seite als Zugkraft eingeleitet. Hierdurch wird der Rollkolben selbst als elasti­sche Feder in Form einer Biegefeder aktiviert. Damit wird zu­sätzliche Walkarbeit erspart. Der Aufbau bleibt jedoch denkbar einfach.In the case of the invention, in the case of the embodiment with an internal rolling piston, the force required to deform the rolling piston is not transmitted as a compressive force to the inside of the rolling piston, but rather from that of the sealing point, that is the point of contact between the rolling piston and the cylinder, which is remote from the cylinder, so to speak, is introduced as a tensile force. This activates the rolling piston itself as an elastic spring in the form of a spiral spring. This saves additional flexing work. However, the structure remains extremely simple.

Das Spiel zwischen Rollkolben und Abstützung an der vorgenann­ten Berührungsstelle beträgt mindestens 0,1 mm. Vorzugsweise liegt es bei 0,3 bis 0,5 mm, und zwar im Betriebsfall, d.h. in erster Linie bei den dann vorliegenden Temperaturverhältnissen. Ferner sollte das Durchmesserspiel des unverformten Kolbens gegenüber der Abstützung das 0,2- bis 0,5-fache des Spiels an der Berührungsstelle zum Zylinder betragen. Mit diesem Spiel entsteht der notwendige Raum für die elastische Verformung des Rollkolbens, die die Dichtung zwischen Kolben und Zylinder ergibt. Andererseits wird der Raum möglichst knapp bemessen, damit die Abstützung den abgeplatteten Kolben auf einen gro­ßen Teil seines Umfangs (180 ° bis 270 °C) spielfrei fest um­schließt und gegen Vibrationen sichert.The play between the rolling piston and the support at the aforementioned contact point is at least 0.1 mm. It is preferably 0.3 to 0.5 mm, namely in the operating case, i.e. primarily in the then prevailing temperature conditions. Furthermore, the diameter play of the undeformed piston compared to the support should be 0.2 to 0.5 times the play at the point of contact with the cylinder. With this play, the necessary space is created for the elastic deformation of the rolling piston, which results in the seal between the piston and the cylinder. On the other hand, the space is dimensioned as tightly as possible so that the support tightly encloses the flattened piston over a large part of its circumference (180 ° to 270 ° C) and secures it against vibrations.

Die erfindungsgemäße Abstützung kann an der Stirnseite des Kol­bens von innen oder von außen her angreifen. Zweckmäßig ist dann an der Angriffsstelle eine Dichtung angeordnet. Mit dieser werden Gasverluste vermieden, die sonst durch das bei der er­findungsgemäßen Abstützung vorgesehene Spiel verursacht werden würden.The support according to the invention can engage on the end face of the piston from the inside or from the outside. A seal is then expediently arranged at the point of attack. With this gas losses are avoided, which would otherwise be caused by the game provided in the support according to the invention.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß der Kolben innerhalb des Zylinders angeordnet ist und die Abstützung auf ein in den Kolben spielarm eingesetztes Druck­band wirkt. Mit "spielarm" ist z.B. ein Wert von 0,1 mm, be­zogen auf den Durchmesser gemeint, und zwar gemessen an den un­verformten rotationssymmetrischen Bauteilen. Auch eine leichte Verspannung, wie sie ein negatives Spiel hervorrufen könnte, wäre tolerabel. Zu vermeiden ist aber eine starke Verspannung, bei der infolge dauernder wechselnder Abplattung die beiden ineinanderliegenden Bauteile Energieverluste durch gegenseitige Reibung erzeugen. Zu berücksichtigen sind auch unterschiedliche Temperaturen und Wärmeausdehnungszahlen, ebenso die den Umfang des Druckbandes leicht stauchenden örtlichen tangentialen Druckspannungen. Letztlich kommt es darauf an, die gewünschte Eigenschaft "spielarm" für den normalen Dauerbetrieb zu er­reichen.A preferred embodiment of the invention is that the piston is arranged within the cylinder and the support acts on a pressure band inserted in the piston with little play. “Low backlash” means, for example, a value of 0.1 mm, based on the diameter, measured on the undeformed rotationally symmetrical components. A slight tension, as it could cause a negative game, would also be tolerable. Avoid strong tension, in which, as a result of constantly changing flattening, the two components lying one inside the other generate energy losses through mutual friction. Different temperatures and coefficients of thermal expansion must also be taken into account, as well as the local tangential compressive stresses that slightly compress the circumference of the printing tape. Ultimately, it is important to achieve the desired "low backlash" characteristic for normal continuous operation.

Das Druckband kann mit dem Kolben auch fest verbunden sein oder einen Bestandteil des Kolbens bilden. Andernfalls kann man durch einen Gleitring oder eine Gleitschicht zwischen dem Druckband und dem Rollkolben Reibungsverluste verringern.The pressure band can also be firmly connected to the piston or form part of the piston. Otherwise, a sliding ring or a sliding layer between the pressure belt and the rolling piston can reduce friction losses.

Das Druckband kann auch aus einer Vielzahl von Einzelklammern bestehen, die in geeigneter Weise mit dem Rollkolben verbunden, z.B. vernietet sind. Ein mit der Antriebswelle verbundener Klam­merkörper kann das Druckband an beiden Seiten umfassen. Der Klammerkörper ist vorzugsweise quer zur Kolbenachse geteilt, damit ohne schwierige Montage ein genügender Eingriff zwischen ihm und dem Druckband erreicht werden kann. Dabei können an den Seiten des Druckbandes Verschleißschutzringe angeordnet werden.The pressure band can also consist of a plurality of individual clamps which are suitably connected to the rolling piston, e.g. are riveted. A clamp body connected to the drive shaft can enclose the pressure band on both sides. The clamp body is preferably divided transversely to the piston axis so that a sufficient engagement between it and the pressure band can be achieved without difficult assembly. Wear protection rings can be arranged on the sides of the printing tape.

Der Klammerträger kann Wälzlager und Kühlluftbohrungen enthal­ten. Dies gilt auch für den Fall, daß mehrere Klammerkörper über die axiale Länge des Kolbens verteilt sind. Die letzte Bauweise ist besonders dann von Vorteil, wenn die axiale Länge des Rollkolbens wesentlich größer als der Durchmesser ist, z. B. ab einem Längen-Durchmesser-Verhältnis von 3:1.The bracket support can contain roller bearings and cooling air holes. This also applies in the event that several clamp bodies are distributed over the axial length of the piston. The last design is particularly advantageous if the axial length of the rolling piston is significantly larger than the diameter, e.g. B. from a length to diameter ratio of 3: 1.

Die Erfindung kann auch so verwirklicht werden, daß der Kolben den Zylinder umgibt. Dabei umfaßt die Abstützung ein auf den Kolben aufgesetztes Zugband. Das Zugband kann einmal den Kol­ben spielarm umfassen und mit einem mit der Antriebswelle ver­bundenen Ring verklammert sein, vorzugsweise unter Zwischen­lager von Gleit- und Verschleißschutzringen. Alternativ kann das Zugband biegeweich als Riemen mit sehr großem Spiel ausge­führt und mit einer Spannrolle außerhalb des Rollkolbens ver­sehen sein.The invention can also be implemented in such a way that the piston surrounds the cylinder. The support comprises a tension band placed on the piston. The tension band can once comprise the piston with little play and can be clamped with a ring connected to the drive shaft, preferably with an intermediate bearing of slide and wear protection rings. Alternatively, you can the drawstring is designed to be flexible as a belt with a very large amount of play and to be provided with a tensioning roller outside the roller piston.

Gemäß der weiteren Erfindung kann vorgesehen sein, daß im Bereich der beiden Enden des Kolbens je ein Druckband vorhanden ist, das eine einseitig zur Kolbenmitte hin gerichtete Stufe aufweist, daß über die Stufe eine zu den Stirnseiten des Kol­bens einseitig offene Klammerrolle greift und daß die Klammer­rolle mit der Antriebswelle fest verbunden ist. Bei dieser Bau­weise ergibt die Antriebswelle mit dem an beiden Enden vorge­sehenen Klammerrollen eine vormontierbare Einheit, die als Ganzes in den Zylinder eingesetzt werden kann. Während der Montage wird die Antriebswelle mit Hilfe der im Bereich der Enden des Kolbens angeordneten Druckbänder festgelegt, an deren zur Kolbenmitte gerichteten Stufe die Klammerrollen mit Axial­spiel angreifen. Im Betrieb dagegen wird die Axialführung des Kolbens durch die Stirnseiten des Zylinders übernommen.According to the further invention, it can be provided that in the region of the two ends of the piston there is a pressure band each, which has a step directed towards the center of the piston on one side, that a clamp roller that is open on one side towards the end faces of the piston engages and that the clamp roller is firmly connected to the drive shaft. With this design, the drive shaft with the clamp rollers provided at both ends results in a preassembled unit that can be used as a whole in the cylinder. During assembly, the drive shaft is fixed with the aid of the pressure bands arranged in the region of the ends of the piston, on the step of which toward the center of the piston the clamp rollers engage with axial play. In contrast, during operation, the axial guidance of the piston is taken over by the end faces of the cylinder.

Die Klammerrolle kann vorteilhaft aus einer Klammerglocke und einem Rillenkugellager bestehen, das sowohl mit der Antriebs­welle als auch mit der Klammerglocke durch einen Preßsitz ver­bunden ist. Dabei kann die Klammerglocke ein einfaches Blech­preßteil sein und einen Innenbund zur Anlage an das Rillenkugel­lager aufweisen, so daß eine auch in axialer Richtung fixierte Anordnung entsteht.The clamp roller can advantageously consist of a clamp bell and a deep groove ball bearing, which is connected to both the drive shaft and the clamp bell by a press fit. The clamp bell can be a simple pressed sheet metal part and have an inner collar for contact with the deep groove ball bearing, so that an arrangement that is also fixed in the axial direction is produced.

Das Druckband kann ebenfalls in axialer Richtung am Kolben fixiert sein. Dies kann man so ausführen, daß das Druckband mit Hilfe eines den Stirnseiten des Zylinders zugeordneten Dichtringträgers fixiert ist, der zur Abdichtung des Kolbens an den Stirnseiten des Zylinders dient. Dabei kann das Druckband in dem Dichtringträger an einem Bund eingesprengt sein, wobei die unterschiedliche Nachgiebigkeit des Dichtringträgers, der aus Kunststoff besteht und/oder des Druckbandes ausgenutzt wird, das aus Metall, z.B. aus Bronze hergestellt wird. Das Druckband kann auch an einer Stufe des Kolbens anliegen.The pressure band can also be fixed to the piston in the axial direction. This can be done in such a way that the pressure band is fixed with the aid of a sealing ring carrier assigned to the end faces of the cylinder, which is used to seal the piston on the end faces of the cylinder. The pressure band can be blown into the sealing ring carrier on a collar, taking advantage of the different flexibility of the sealing ring carrier, which consists of plastic and / or the pressure band is made of metal, such as bronze. The pressure tape can also rest on a step of the piston.

Der Dichtringträger kann auch mit einem Fortsatz in einen Ringspalt zwischen dem Druckband und dem Kolben ragen, so daß das Druckband an dem Kolben mittelbar angreift. Der Dichtring­träger wirkt in diesem Fall als Zwischenlage und kann bei ge­eigneter Materialwahl die Gleitfähigkeit zwischen Druckband und Kolben steigern, so daß die Laufeigenschaften verbessert und Abrieberscheinungen vermieden werden.The sealing ring carrier can also protrude with an extension into an annular gap between the pressure band and the piston, so that the pressure band acts indirectly on the piston. In this case, the sealing ring carrier acts as an intermediate layer and, with a suitable choice of material, can increase the sliding ability between the pressure band and piston, so that the running properties are improved and signs of abrasion are avoided.

Vorteilhaft umschließt der Dichtringträger einen Kolbenring und eine auf diesen in axialer Richtung wirkende Feder. Mit Um­schließen ist dabei gemeint, daß der Kolbenring und die Feder in dem Dichtringträger gehalten und als vormontierte Einheit ausgebildet sind. Der Kolbenring ist zweckmäßig geschlitzt und besteht aus Kunststoff, Kohle oder dergleichen.The sealing ring carrier advantageously encloses a piston ring and a spring acting thereon in the axial direction. By enclosing it is meant that the piston ring and the spring are held in the sealing ring carrier and are designed as a preassembled unit. The piston ring is conveniently slotted and made of plastic, coal or the like.

Die erfindungsgemäße Ausbildung führt zu einem sehr laufruhigen Rollkolbenverdichter. Diese Eigenschaft kann noch dadurch er­höht werden, daß die Antriebswelle in einem mittleren Bereich als Gegengewicht gekröpft ist. Hierdurch wird ausgenützt, daß die erfindungsgemäße Abstützung in den Endbereichen des Kolbens erfolgt. Zusätzlich können die Wellenenden gegenläufig gekröpft sein, wobei die Länge des schrägen Wellenteils höchstens doppelt so groß wie der Wellendurchmesser im Bereich der Klammerrolle ist, und zwischen dem schrägen Wellenteil und der Klammerrolle kann eine zylindrische Wellenlänge von 70 - 100 % der Breite des zur Klammerrolle gehörenden Rillenkugellagers vorhanden sein. Diese Ausbildung läßt sich auch für kleine Kolbendurchmesser gut montieren, wie später noch näher erläutert wird.The design according to the invention leads to a very smooth-running rotary piston compressor. This property can be further increased by cranking the drive shaft as a counterweight in a central area. This takes advantage of the fact that the support according to the invention takes place in the end regions of the piston. In addition, the shaft ends can be cranked in opposite directions, the length of the oblique shaft part being at most twice as large as the shaft diameter in the region of the staple roller, and between the oblique shaft part and the staple roller, a cylindrical wavelength of 70-100% of the width of the staple roller can be Deep groove ball bearings are available. This training can also be easily assembled for small piston diameters, as will be explained in more detail later.

Die gekröpften Wellenenden liegen vorteilhaft in einer nach außen weisenden Verlängerung der Zylinderstirnwände. Damit ge­lingt es nämlich, das Bauvolumen des Rollkolbenverdichters wesent­ lich zu verringern. Dabei kann die Verlängerung einen Innen­bund zur axialen Fixierung der Antriebswelle aufweisen.The cranked shaft ends are advantageously in an outward extension of the cylinder end walls. This makes it possible to significantly increase the volume of the rotary piston compressor diminish. The extension can have an inner collar for axially fixing the drive shaft.

Das Rillenkugellager kann mit einem Sicherungsring auf der An­triebswelle festgelegt sein, dessen Nenndurchmesser kleiner als der Innendurchmesser des Rillenkugellagers, aber größer als der Durchmesser des gekröpften Bereiches der Wellenenden ist. Hier ergibt sich der Vorteil, daß das Rillenkugellager nur über eine kurze Wellenlänge aufzufädeln ist und dennoch festigkeits­mindernde Kerbwirkungen durch eine für den Sicherungsring er­forderliche Nut vermieden werden.The deep groove ball bearing can be fixed on the drive shaft with a locking ring, the nominal diameter of which is smaller than the inner diameter of the deep groove ball bearing but larger than the diameter of the cranked area of the shaft ends. The advantage here is that the deep groove ball bearing can only be threaded over a short wavelength and nonetheless strength-reducing notch effects are avoided by a groove required for the locking ring.

In den Klammerglocken und in den Stirnseiten des Zylinders können Kühlluftbohrungen vorgesehen sein. Sie ermöglichen eine intensive interne Kühlung, so daß eine angenähert isothermische Verdichtung erreicht werden kann.Cooling air bores can be provided in the clamp bells and in the end faces of the cylinder. They allow intensive internal cooling so that an approximately isothermal compression can be achieved.

Aufgrund der einfachen Bauweise läßt sich die Erfindung vorteil­haft so ausführen, daß zwei gegenläufig rotiertende Kolben parallelachsig in zwei Zylinderbohrungen eines gemeinsamen Gehäuses angeordnet sind, in dem ein gemeinsamer Schieber zur Trennung von Saug- und Druckraum der Zylinderbohrungen sitzt, und daß die Kolben über die Klammerrollen von gemeinsamen Deckeln an den Stirnseiten des Gehäuses getragen werden. Mit solchen sogenannten Zwillingsverdichtern lassen sich beträcht­liche Verdichterleistungen auf kleinem Raum erzielen. Dies ge­schieht besonders vorteilhaft in der Weise, daß parallel zu den Rollkolben ein Saug- und ein Druckrohr an gegenüberliegenden Seiten des gemeinsamen Gehäuses angeordnet sind. Man erhält damit einen Verdichter mit einer flachen Form, die auch bei begrenzten Raumverhältnissen, z.B. in dem Motorraum eines Kraftfahrzeuges, gut untergebracht werden kann.Due to the simple design, the invention can be advantageously carried out so that two counter-rotating pistons are arranged in parallel axes in two cylinder bores of a common housing in which a common slide for separating the suction and pressure chamber of the cylinder bores sits, and that the pistons over the clamp rollers can be carried by common lids on the front sides of the housing. With such so-called twin compressors, considerable compressor outputs can be achieved in a small space. This is particularly advantageous in such a way that a suction pipe and a pressure pipe are arranged parallel to the rolling pistons on opposite sides of the common housing. This gives a compressor with a flat shape that can be used even in limited spaces, e.g. in the engine compartment of a motor vehicle, can be accommodated well.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung werden anhand der zeichnung Ausführungsbeispiele beschrieben. Es zeigt

  • FIG 1 einen Rollkolbenverdichter nach der Erfindung in einem Schnitt längs der Antriebsachse,
  • FIG 2 eine Einzelheit der Abstützung des Rollkolbens in grö­ßerem Maßstab,
  • FIG 3 eine andere Ausführung der Abstützung des Rollkolbens,
  • FIG 4 einen Schnitt durch die Abstützung bei einer weiteren Ausführungsform,
  • FIG 5 einen Schnitt in der Nähe der Stirnseite eines Rollkol­benverdichters mit einer weiteren Ausführungsform,
  • FIG 6 einen Rollkolbenverdichter in einem Schnitt parallel zur Antriebsachse, bei dem der Rollkolben den zugehörigen ruhenden Zylinder einschließt,
  • FIG 7 eine Ausführungsform der Erfindung, bei der der Rollkol­ben den rotierenden Zylinder einschließt in einem Querschnitt rechtwinklig zur Antriebsachse und
  • FIG 8 eine weitere Ausführungsform mit rotierendem Zylinder in einem Längsschnitt.
  • FIG 9 einen Rollkolbenverdichter nach der Erfindung in einem Schnitt längs der Gehäuseachse,
  • FIG 10 einen Ausschnitt aus dem Rollkolbenverdichter in ver­größertem Maßstab,
  • FIG 11 einen Ausschnitt ebenfalls mit einem anderen Dicht­ringträger in größerem Maßstab,
  • FIG 12 eine weitere Ausführungsform von Dichtträger und Druck­band in einem Ausschnitt,
  • FIG 13 eine perspektivische Darstellung eines Zwillingsver­dichters und
  • FIG 14 eine Ansicht des hinteren stirnseitigen Deckels für den Verdichter nach FIG 13.
For a more detailed explanation of the invention, exemplary embodiments are described with reference to the drawing. It shows
  • 1 shows a rotary piston compressor according to the invention in a section along the drive axis,
  • 2 shows a detail of the support of the rolling piston on a larger scale,
  • 3 shows another embodiment of the support of the rolling piston,
  • 4 shows a section through the support in a further embodiment,
  • 5 shows a section in the vicinity of the end face of a rotary piston compressor with a further embodiment,
  • 6 shows a rotary piston compressor in a section parallel to the drive axis, in which the rotary piston includes the associated stationary cylinder,
  • 7 shows an embodiment of the invention in which the rolling piston encloses the rotating cylinder in a cross section perpendicular to the drive axis and
  • 8 shows a further embodiment with a rotating cylinder in a longitudinal section.
  • 9 shows a rotary piston compressor according to the invention in a section along the housing axis,
  • 10 shows a section of the rotary piston compressor on an enlarged scale,
  • 11 shows a section likewise with another sealing ring carrier on a larger scale,
  • 12 shows a further embodiment of sealing carrier and pressure tape in a cutout,
  • 13 shows a perspective view of a twin compressor and
  • 14 shows a view of the rear end cover for the compressor according to FIG. 13.

Der Rollkolbenverdichter nach FIG 1 besitzt ein Gehäuse 1, das aus einem zylindrischen Mantelkörper 2 und den beiden ebenen Seitenteilen 3 und 4 zusammengesetzt ist. In den Seitentei­len 3 und 4 ist eine Antriebswelle mit Wälzlagern 7 gelagert. Die Antriebswelle 6 besitzt einen Exzenter 8, auf dem mit einem Kugellager 9 ein Klammerkörper 10 befestigt ist, der Kühlluft­bohrungen 11 aufweist.The rotary piston compressor according to FIG. 1 has a housing 1, which is composed of a cylindrical casing body 2 and the two flat side parts 3 and 4. A drive shaft with roller bearings 7 is mounted in the side parts 3 and 4. The drive shaft 6 has an eccentric 8, on which a clamp body 10 is fastened with a ball bearing 9 and has cooling air bores 11.

Der Klammerkörper 10 ist Teil der rotationssymmetrischen Ab­stützung 12 eines zylindrischen Rollkolbens 13, der einen kleineren Durchmesser als der Zyinder 1 aufweist. Die halbe Differenz der Durchmesser von Rollkolben 13 und Zylinder 1 ist kleiner als die Exzentrizität des Exzenters 8 (z.B. um 4 %, also 10,0 mm statt 10,4 mm), so daß der Rollkolben 13 auf der zylindernahen Seite (in der FIG 1 ist dies die Oberseite) durch elastische Verformung mit einer Dichtungskraft längs einer Mantellinie an der Zyinderwand anliegt.The clamp body 10 is part of the rotationally symmetrical support 12 of a cylindrical roller piston 13, which has a smaller diameter than the cylinder 1. Half the difference in the diameter of the rolling piston 13 and cylinder 1 is smaller than the eccentricity of the eccentric 8 (for example by 4%, that is 10.0 mm instead of 10.4 mm), so that the rolling piston 13 on the side near the cylinder (in FIG 1, this is the top) by elastic deformation with a sealing force along a surface line against the cylinder wall.

Die zur Verformung notwendige Kraft wird von dem Klammerkörper 10 als Zugkraft auf den Rollkolben 13 ausgeübt, und zwar auf der Unterseite der FIG 1, über einen mit dem Rollkolben 13 fest verbundenen ringförmigen Bereich 15. Dieser weist einen schwal­benschwanzförmigen Vorsprung 16 auf, der symmetrisch ausgebil­det ist. Auf der Oberseite der FIG 1 dagegen ist das infolge der elastischen Abplattung des Rollkolbens 13 entstandene Spiel "S" zwischen dem Klammerkörper 10 und dem Vorsprung 16 deut­lich zu erkennen.The force required for the deformation is exerted by the clamp body 10 as a tensile force on the rolling piston 13, specifically on the underside of FIG. 1, via an annular region 15 which is firmly connected to the rolling piston 13. This has a dovetail-shaped projection 16 which is symmetrical is. On the top of FIG. 1, on the other hand, the play "S" between the clamp body 10 and the projection 16, which has arisen as a result of the elastic flattening of the rolling piston 13, can be clearly seen.

FIG 2 zeigt diese Eingriffsverhältnisse im Detail. In die Aus­nehmungen 17 und 18 des Bereiches 15 greift der Klammerkörper 10 mit einem im Querschnitt U-förmigen Randbereich 20, der auf beiden Seiten des zweiteiligen Klammerkörpers 10 vorgesehen ist. Auf diese Weise kann von der Abstützung 12 auf der zylin­derfernen Seite eine Zugkraft auf den Rollkolben 13 ausgeübt werden, während an der Berührungsstelle zwischen Rollkolben 13 und Zylinder 1 das Spiel S zwischen dem Schwalbenschwanz 16 und dem Randbereich 20 vorhanden ist. Seine Größe S muß kleiner sein als das Spiel S1 zwischen dem Randbereich 20 und dem Roll­kolben 13. Typisch sind folgende Abmessungen: Dicke D der Kol­benwand 13 = 1,2 mm, Dicke DS des Schwalbenschwanzes 16 = 0,5 mm, Dicke DR des Randes 20 = 0,5 mm, Spiel S1 im un­verformten Zustand 0,6 mm.2 shows these engagement conditions in detail. The clamp body engages in the recesses 17 and 18 of the region 15 10 with a cross-sectionally U-shaped edge region 20, which is provided on both sides of the two-part clamp body 10. In this way, the support 12 can exert a tensile force on the roller piston 13 on the side remote from the cylinder, while at the point of contact between roller piston 13 and cylinder 1 there is play S between the dovetail 16 and the edge region 20. Its size S must be smaller than the clearance S1 between the edge region 20 and the rolling piston 13. The following dimensions are typical: thickness D of the piston wall 13 = 1.2 mm, thickness D S of the dovetail 16 = 0.5 mm, thickness D R of the edge 20 = 0.5 mm, play S1 in the undeformed state 0.6 mm.

In FIG 3 ist dargestellt, daß die schwalbenschwanzförmige Struktur des Kolbens 13 auch mit einzelnen Klammern 24 erreicht werden kann, die mit Nieten 25 auf den Kolben 13 aufgenietet werden. Es können z.B. 36 Klammern 24 mit einer Breite von 12 mm an der Innenseite eines Rollkolbens 13 befestigt sein, der einen Durchmesser von 145 mm hat. Die Nieten können z.B. 2 mm stark sein.FIG. 3 shows that the dovetail-shaped structure of the piston 13 can also be achieved with individual clamps 24 which are riveted onto the piston 13 with rivets 25. For example, 36 clips 24 with a width of 12 mm can be attached to the inside of a roller piston 13, which has a diameter of 145 mm. The rivets can e.g. Be 2 mm thick.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach FIG 4 wirkt die Abstützung 12 des Rollkolbens 13 auf ein Druckband 28, das im Querschnitt das aus der Figur 4 ersichtliche T-Profil aufweist. Der dem Rollkolben 13 zugekehrte Steg 29 des Druckbandes 28, der minde­stens doppelt so dick ist wie die beiden symmetrischen Flansche 30, wirkt über einen Kunststoffring 31 auf die Innenseite des Rollkolbens 13. Dabei kann der Kunststoffring 31 an dem Druck­ring 28 oder an der Innenseite des Rollkolbens 13 befestigt sein. Er kann z.B. in Form eines Kunstharzauftrags hergestellt sein. Der U-förmige Rand 20 des Klammerkörpers 10 umschließt zwei Kunststoffringe 33 und 34, die als Verschleißschutzschicht dafür sorgen, daß das metallische Druckband 28 von dem eben­falls metallischen, insbesondere aus dem gleichen Material be­stehenden Klammerkörper 10 verschleißfrei geführt werden kann. Der Klammerkörper 10 ist, wie man sieht, aus zwei symmetrischen Hälften 35 und 36 zusammengesetzt, die mit sechs Schrauben 37 mit Gewinde M5 verbunden sind.In the exemplary embodiment according to FIG. 4, the support 12 of the rolling piston 13 acts on a pressure band 28 which has the T-profile shown in FIG. 4 in cross section. The web 29 of the pressure band 28 facing the rolling piston 13, which is at least twice as thick as the two symmetrical flanges 30, acts on the inside of the rolling piston 13 via a plastic ring 31. The plastic ring 31 can be on the pressure ring 28 or on the inside of the Roll piston 13 be attached. It can be made, for example, in the form of a synthetic resin application. The U-shaped edge 20 of the clamp body 10 encloses two plastic rings 33 and 34 which, as a wear protection layer, ensure that the metallic pressure band 28 can be guided without wear by the likewise metallic clamp body 10, in particular made of the same material. As can be seen, the clamp body 10 is composed of two symmetrical ones Halves 35 and 36 assembled, which are connected by six screws 37 with thread M5.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach FIG 5 greift ein unsymmetri­scher Klammerkörper 10 mit einem einseitig abgewinkelten Rand 38 über die Stirnseite des Rollkolbens 13, der dort eine Aus­nehmung 39 aufweist. Zwischen dieser Ausnehmung 39 und dem Rand 38 ergibt sich ebenfalls ein Spiel S an der gezeichneten Stelle des Umfanges, der einen Schnitt durch die Berührungs­stelle des Rollkolbens 13 mit dem zylindrischen Mantelkörper 2 darstellt. Auf den nicht sichtbaren Bereichen des Kolbenumfan­ges (z.B. über 240 °C) greift der Klammerkörper 10 direkt und spielfrei auf die Ausnehmung 39 des Rollkolbens 13 und über­trägt die erfindungsgemäße Zugkraft. Gleichzeitig stabilisiert er den Rollkolben 13 gegen Deformationen, die durch wechselnde seitliche Gaskräfte erzeugt werden könnten, und verhindert da­durch denkbare Flattererscheinungen bei hoher Drehzahl.In the exemplary embodiment according to FIG. 5, an asymmetrical clamp body 10 with an edge 38 angled on one side engages over the end face of the rolling piston 13, which has a recess 39 there. Between this recess 39 and the edge 38 there is also a play S at the drawn point on the circumference, which represents a section through the point of contact of the rolling piston 13 with the cylindrical casing body 2. On the non-visible areas of the piston circumference (e.g. above 240 ° C) the clamp body 10 grips directly and without play on the recess 39 of the rolling piston 13 and transmits the tensile force according to the invention. At the same time, it stabilizes the rolling piston 13 against deformations that could be generated by changing lateral gas forces, thereby preventing conceivable flutter phenomena at high speeds.

An der Innenseite des Rollkolbens 13 ist ein Dichtungsträger 40 befestigt, in dem ein Dichtring 41 mit einem Feder 42 unterge­bracht ist. Die Feder 42 ist als Wellring ausgebildet. Sie drückt den Dichtring 41 in axialer Richtung gegen den Klammer­körper 10, so daß trotz des Spiels zwischen dem Rand 38 und der Ausnehmung 39 eine Abdichtung vorhanden ist. Weiter ist noch ein Dichtring 46 vorhanden, der die in der FIG 5 (unten) nicht dargestellte Antriebswelle konzentrisch umgibt.On the inside of the rolling piston 13, a seal carrier 40 is fastened, in which a sealing ring 41 with a spring 42 is accommodated. The spring 42 is designed as a corrugated ring. It presses the sealing ring 41 in the axial direction against the clamp body 10, so that a seal is present despite the play between the edge 38 and the recess 39. There is also a sealing ring 46 which concentrically surrounds the drive shaft, which is not shown in FIG. 5 (below).

Bei dem Ausführungsbeispiel nach FIG 6 ist ein Rollkolben 54 als Einschluß eines feststehenden Zylinders 49 ausgeführt. Die Antriebswelle 50 trägt hier einen Exzenter 51, auf dem eine Exzenterglocke 52 befestigt ist. Die Exzenterglocke 52 greift an einem Zugband 53 an, das seinerseits spielarm auf der Außenseite des Rollkolbens 54 sitzt. Der Rollkolben 54 ist in dieser Ausführung doppelt wirkend ausgebildet. Dies läßt sich am besten aus dem Querschnitt der FIG 7 ersehen.In the exemplary embodiment according to FIG. 6, a rolling piston 54 is designed as an inclusion of a fixed cylinder 49. The drive shaft 50 carries an eccentric 51 on which an eccentric bell 52 is attached. The eccentric bell 52 engages a tension band 53, which in turn sits with little play on the outside of the rolling piston 54. The rolling piston 54 is double-acting in this embodiment. This can best be seen from the cross section in FIG.

Nach FIG 7 enthält der rotierende Zylinder 49 zwei Schieber 57 und 58, die unter der Wirkung einer Feder 60 stehen. Die Schieber trennen jeweils einen inneren Saugraum 61 und 62 von einem inneren Druckraum 63 und 64, der ein Rückschlagventil 65 bzw. 66 aufweist. Der Rollkolben 54 wird bei dem Ausführungs­beispiel nach FIG 7 mit biegeweichen Riemen 69 und 70 ange­trieben. Die Riemen laufen beide um eine Treibrolle 71 und um eine Spannrolle 72, mit der die auf den Kolben 54 ausgeübte Zugspannung vorgegeben werden kann. Die Spannrolle 72 dient gleichzeitig zur seitlichen Stabilisierung des Rollkolbens 13.According to FIG 7, the rotating cylinder 49 contains two slides 57 and 58, which are under the action of a spring 60. The slides separate an inner suction chamber 61 and 62 from an inner pressure chamber 63 and 64, which has a check valve 65 and 66, respectively. The rolling piston 54 is driven in the exemplary embodiment according to FIG. 7 with flexible belts 69 and 70. The belts both run around a drive roller 71 and a tension roller 72, with which the tensile stress exerted on the piston 54 can be predetermined. The tensioning roller 72 also serves to stabilize the rolling piston 13 laterally.

In dem Beispiel nach FIG 8 ist der Rollkolben 13 ebenfalls auf der Außenseite eines mit zwei Schiebern 57 und 58 bestück­ten, rotierenden Zylinders 49 angeordnet. Der Rollkolben 13 wird hier von zwei exzentrisch gelagerten Seitenscheiben 73 und 74 auf den Zylinder 49 gedrückt. Hierdurch entsteht die spiel­freie Anlage des Rollkolbens 13 auf den Seitenscheiben 73, 74 an der Oberseite der FIG 8. Auf der Unterseite der FIG 8 da­gegen ist das Spiel S deutlich sichtbar, weil dort der Zylin­der 49 den Rollkolben 13 entlang seiner Berührungslinie nach außen ausbeult. Die Seitenscheiben 73, 74 weisen Dichtungen 75, 76 zum Rollkolben 13 hin, und Dichtungen 77, 78 zum Zylinder 49 hin auf.In the example according to FIG. 8, the rolling piston 13 is also arranged on the outside of a rotating cylinder 49 equipped with two sliders 57 and 58. The rolling piston 13 is pressed onto the cylinder 49 by two eccentrically mounted side disks 73 and 74. This creates the play-free contact of the rolling piston 13 on the side windows 73, 74 on the upper side of FIG. 8. On the other hand, the play S is clearly visible, because there the cylinder 49 bulges the rolling piston 13 outward along its line of contact. The side windows 73, 74 have seals 75, 76 towards the rolling piston 13, and seals 77, 78 towards the cylinder 49.

Der Rollkolbenverdichter ist in erster Linie zur Aufladung von Kraftfahrzeugmotoren vorgesehen. Er fördert dann Luft mit Unterdruck. Er kann aber auch als Vakuumpumpe oder zur Förde­rung anderer Fluide eingesetzt werden.The rotary piston compressor is primarily intended for charging motor vehicle engines. It then conveys air with negative pressure. It can also be used as a vacuum pump or to pump other fluids.

Der Rollkolbenverdichter 100 nach der FIG 9 ist zum Einsatz bei Kraftfahrzeugen, insbesondere zur Aufladung von Viertakt-Die­selmotoren vorgesehen. Er umfaßt ein zylindrisches Gehäuse 102 mit symmetrischen Zylinderdeckeln 103 und 104 an den Stirn­seiten. Das Gehäuse 102 und die Deckel 104 bestehen aus Aluminium.The rotary piston compressor 100 according to FIG. 9 is intended for use in motor vehicles, in particular for charging four-stroke diesel engines. It comprises a cylindrical housing 102 with symmetrical cylinder covers 103 and 104 on the end faces. The housing 102 and the cover 104 are made of aluminum.

In dem Zylinder 102 sitzt ein Rollkolben 108. Er ist in Form eines zylindrischen Rohres aus Edelstahl ausgebildet und wird mit Hilfe einer Abstützung 109 von einer Antriebswelle 110 gehalten. Die Antriebswelle 110 ist ein Schmiedestück. Sie ist im mittleren Bereich 111 gekröpft und ergibt für den Kolben 108 eine Exzentrizität in Bezug auf die Achse des Zylinders 102, die größer ist als die Differenz der halben Durchmesser von Zylinder 102 und Kolben 108. Durch das Übermaß ergibt sich eine Ovalisierung an der Anlagestelle des Kolbens 108, die einen Anpreßdruck und dementsprechend eine gute innere Dichtigkeit bewirkt.A roller piston 108 is seated in the cylinder 102. It is designed in the form of a cylindrical tube made of stainless steel and is held by a drive shaft 110 with the aid of a support 109. The drive shaft 110 is a forgings. It is cranked in the middle region 111 and gives the piston 108 an eccentricity with respect to the axis of the cylinder 102 which is greater than the difference of half the diameter of the cylinder 102 and the piston 108. The excess results in ovalization at the contact point of the piston 108, which causes a contact pressure and accordingly good internal tightness.

Die Abstützung 109 ist in den Endbereichen 114 und 115 des Kolbens 108 vorgesehen. Sie ist symmetrisch ausgebildet und umfaßt in erster Linie eine Klammerrolle 117. Zu dieser gehört ein Rillenkugellager 118 und eine Klammerglocke 119. Die letzte ist ein Preßteil aus Blech mit einem radialen Bereich 120, der mit Löchern 121 für den Durchtritt von Kühlungsluft versehen ist, und zwei im wesentlichen axial orientierten Ringbereichen 124 und 125. Der Bereich 125 umschließt das Kugellager 118 und hält dies mit einem nach innen weisenden Bund 126 in axialer Richtung fest. Der Bereich 124 greift über ein Druckband 130 aus Bronze, das auf seiner zur Zylindermitte weisenden Seite eine Stufe 131 bildet, so daß ein im Durchmesser verringerter Ringbereich 132 entsteht. Die Klammerglocke 119 ist mit dem Rillenkugellager und dieses mit der Antriebswelle 110 durch einen Preßsitz fest verbunden. Das Kugellager 118 ist mit Dichtscheiben versehen und mit Fett gefüllt.The support 109 is provided in the end regions 114 and 115 of the piston 108. It is symmetrical and primarily comprises a clamp roller 117. This includes a deep groove ball bearing 118 and a clamp bell 119. The last is a pressed part made of sheet metal with a radial region 120, which is provided with holes 121 for the passage of cooling air, and two essentially axially oriented ring regions 124 and 125. The region 125 encloses the ball bearing 118 and holds it in the axial direction with a collar 126 pointing inwards. The area 124 extends over a pressure band 130 made of bronze, which forms a step 131 on its side facing the center of the cylinder, so that a ring area 132 with a reduced diameter is created. The clamp bell 119 is firmly connected to the deep groove ball bearing and this to the drive shaft 110 by a press fit. The ball bearing 118 is provided with sealing washers and filled with grease.

Das Druckband 130 hat in seinem mittleren Bereich einen Außen­durchmesser, der ebenso groß wie der Innendurchmesser des Kol­bens 108 ist. Der nach außen weisende Teil ist im Durchmesser verringert, so daß ein Ringstück 134 mit einem Bund 135 ent­steht. Dort ist ein aus Kunststoff bestehender Dichtringträger 138 eingesprengt, der am Kolbenende 114 mit einem Bund 139 über die Stirnseite des Kolbens 108 greift. Der Dichtringträger 138 besitzt eine Ringnut 140, in die ein aus Kunststoff oder Kohle bestehender Kolbenring 141 eingesetzt ist. Der Kolbenring 141 wird unter der Wirkung einer Wellringfeder 142 gegen die Stirnwand des Zylinders, nämlich gegen den Deckel 103, gepreßt.The pressure band 130 has an outer diameter in its central region which is the same size as the inner diameter of the piston 108. The part facing outwards is reduced in diameter, so that a ring piece 134 with a collar 135 is formed. There is a sealing ring carrier 138 made of plastic, which engages at the piston end 114 with a collar 139 over the end face of the piston 108. The seal ring carrier 138 has an annular groove 140 into which a piston ring 141 made of plastic or carbon is inserted. The piston ring 141 is pressed under the action of a corrugated ring spring 142 against the end wall of the cylinder, namely against the cover 103.

Das Rillenkugellager 118, das mit einem Preßsitz auf einem zylindrischen Bereich 145 der Antriebswelle 110 sitzt, ist zusätzlich mit einem Sicherungsring 146 gehalten, der in eine Nut 147 in einem im Durchmesser verringerten Bereich 148 ein­gelassen ist. Anschließend an den Sicherungsring 146 ist der Bereich 150 der Antriebswelle 10 abermals im Durchmesser verringert. Deshalb ist der Nenndurchmesser des Sicherungs­ringes 146 mit 22 mm kleiner als der Wälzlagerinnendurch­messer oder der Durchmesser des zylindrischen Bereiches 145, der 25 mm beträgt, aber größer als der Außendurchmesser eines schrägen Wellenbereiches 151, der zu dem gekröpften Wellenende 152 gehört.The deep groove ball bearing 118, which sits with a press fit on a cylindrical region 145 of the drive shaft 110, is additionally held with a locking ring 146 which is embedded in a groove 147 in a region 148 with a reduced diameter. Following the retaining ring 146, the area 150 of the drive shaft 10 is again reduced in diameter. The nominal diameter of the locking ring 146 is therefore 22 mm smaller than the inner diameter of the rolling bearing or the diameter of the cylindrical region 145, which is 25 mm, but larger than the outer diameter of an oblique shaft region 151, which belongs to the cranked shaft end 152.

Das gekröpfte Wellenende 152 ragt, wie die FIG 10 deutlich erkennen läßt, in eine nach außen weisende Verlängerung 154 des Deckels 103. Dort ist ein zylindrischer Bereich 155 mit einem Kugellager 156 gehalten. Das Kugellager 156 ist in axialer Richtung mit einem nach innen weisenden Bund 157 der Verlänge­rung 154 festgelegt. Deshalb kann die Welle 110 mit dem Kolben 108 nach dem Einschieben des Druckbandes 130 allein dadurch be­festigt werden, daß die Deckel 103 und 104 von beiden Seiten auf die Antriebswelle 110 geschoben werden. Kühlluftbohrungen 158 in den Deckeln 103, 104 sorgen zusammen mit den Löchern für eine durch Pfeile angedeutete Kühlluftströmung durch den Kolben 108.The cranked shaft end 152 protrudes, as can be clearly seen in FIG. 10, into an outward extension 154 of the cover 103. There, a cylindrical region 155 is held with a ball bearing 156. The ball bearing 156 is fixed in the axial direction with an inwardly facing collar 157 of the extension 154. Therefore, the shaft 110 can be fastened with the piston 108 after the pushing in of the printing tape 130 only by pushing the covers 103 and 104 onto the drive shaft 110 from both sides. Cooling air bores 158 in the covers 103, 104 together with the holes ensure a cooling air flow through the piston 108 indicated by arrows.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach FIG 11 ist das Druckband 130ʹ nicht direkt mit dem Kolben 108 verbunden. Dazwischen liegt vielmehr ein Fortsatz 159 des Dichtringträgers 138ʹ, der einen Zwischenraum 160 ausgefüllt, der wesentlich größer ist als die Wandstärke des Ringbereiches 124 der Klammerglocke 119.In the embodiment of FIG 11, the pressure band 130ʹ is not connected directly to the piston 108. In between, there is rather an extension 159 of the sealing ring carrier 138ʹ which fills an interspace 160 which is substantially larger than the wall thickness of the ring region 124 of the clamp bell 119.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach FIG 12 ist dargestellt, daß das Druckband 130ʺ axial festgelegt ist zwischen einer Stufe 162 an der Innenseite des Kolbens 108 und dem Dichtringträger 138ʺ, der seinerseits mit seinem Außenbund 139 zwischen dem Kolben 108 und dem Zylinderdeckel 103 axial fixiert ist.In the embodiment of FIG 12 it is shown that the pressure band 130band is axially fixed between a step 162 on the inside of the piston 108 and the sealing ring carrier 138ʺ, which in turn is axially fixed with its outer collar 139 between the piston 108 and the cylinder cover 103.

Die FIG 13 läßt erkennen, daß der Rollkolbenverdichter nach der Erfindung vorteilhaft in Form eines Zwillingsverdichters aus­gebildet werden kann, bei dem zwei Zylinder in einem gemein­samen Gehäuse 165 zusammengefaßt sind. Die parallel liegenden Ausnehmungen für die nicht weiter dargestellten Rollkolben sind an den Stirnseiten mit Deckelplatten 166 verschlossen, die parallel liegende Verlängerungen 154 zur Aufnahme der Wellen­enden besitzen. Parallel zu den Rollkolben liegen ein Ansaug­rohr 168 und ein Auslaßrohr 169 auf gegenüberliegenden Seiten des Gehäuses 165. Zwischen den Ein- und Auslaßrohren, von denen das Einlaßrohr (Saugstutzen) 168 einen größeren Durchmesser als der Druckstutzen 169 haben kann, ist in FIG 14 ein Trenn­schieber 170 angedeutet, der mit beiden Kolben zusammenwirkt.13 shows that the rotary piston compressor according to the invention can advantageously be designed in the form of a twin compressor in which two cylinders are combined in a common housing 165. The parallel recesses for the rolling pistons, not shown, are closed on the end faces with cover plates 166, which have parallel extensions 154 for receiving the shaft ends. In parallel to the rolling pistons there are an intake pipe 168 and an outlet pipe 169 on opposite sides of the housing 165. Between the inlet and outlet pipes, of which the inlet pipe (suction pipe) 168 can have a larger diameter than the pressure pipe 169, there is a separating slide in FIG 170 indicated, which interacts with both pistons.

Mit der Erfindung ergibt sich eine außerordentlich einfache Bauweise. Deshalb ist es möglich, mit einem Zwillingsverdichter, wie er in der FIG 13 prinzipiell dargestellt ist, hohe Um­drehungen zu erreichen und entsprechend hohe Verdichterleistun­gen. Bei 4800 Umdrehungen pro Minute und einem volumetrischen Wirkungsgrad von etwa 85 % kann ein Saugvolumen von 100 Liter pro Sekunde oder 360 m³ pro Stunde erreicht werden. Dabei hat der Verdichter nur eine Länge von etwa 300 mm und eine Höhe von etwa 120 mm. Der Zylinderdurchmesser beträgt 100 mm, während der Kolbendurchmesser 80 mm beträgt. Das Druckverhältnis kann typisch 2,0 betragen.The invention results in an extremely simple construction. It is therefore possible to achieve high revolutions and correspondingly high compressor outputs with a twin compressor, as shown in principle in FIG. At 4800 revolutions per minute and a volumetric efficiency of around 85%, a suction volume of 100 liters per second or 360 m³ per hour can be achieved. The compressor is only about 300 mm long and about 120 mm high. The cylinder diameter is 100 mm, while the piston diameter is 80 mm. The pressure ratio can typically be 2.0.

Claims (37)

1. Rollkolbenverdichter mit einem Zylinder, in dem oder um den ein dünnwandiger, radial federnder Kolben mit Kreisquer­schnitt mit Hilfe einer rotationssymmetrischen radialen Ab­stützung von einer Antriebswelle exzentrisch bewegt wird, wobei die Exzentrizität größer als die halbe Differenz der Durch­messer von Zylinder und Kolben ist,dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützung (12) an der zylinderfernen Seite des Kolbens (13) angreift, während an der Berührungsstelle des Kolbens (13) mit dem Zylinder (1) örtlich ein Spiel (S) zwischen dem Kolben (13) und der Abstützung (12) vorhanden ist (FIG 1).1. A rotary piston compressor with a cylinder in or around which a thin-walled, radially resilient piston with a circular cross section is moved eccentrically by means of a rotationally symmetrical radial support from a drive shaft, the eccentricity being greater than half the difference in the diameter of the cylinder and piston, thereby characterized in that the support (12) acts on the side of the piston (13) remote from the cylinder, while locally at the point of contact of the piston (13) with the cylinder (1) there is play (S) between the piston (13) and the support ( 12) is present (FIG 1). 2. Rollkolbenverdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Spiel (S) an der Berüh­rungsstelle mindestens 0,1 mm, vorzugsweise 0,3 - 0,5 mm beträgt.2. A rotary piston compressor according to claim 1, characterized in that the play (S) at the contact point is at least 0.1 mm, preferably 0.3-0.5 mm. 3. Rollkolbenverdichter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Durchmesserspiel (S) des unverformten Kolbens (13) gegenüber der Abstützung (12) das 0,2 bis 5-fache des Spiels (S) an der Berührungsstelle zum Zylinder (13) beträgt.3. A rotary piston compressor according to claim 2, characterized in that the diameter clearance (S) of the undeformed piston (13) relative to the support (12) is 0.2 to 5 times the clearance (S) at the point of contact with the cylinder (13) . 4. Rollkolbenverdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützung (12) an der Stirnseite des Kolbens (13) angreift (FIG 5).4. A rotary piston compressor according to claim 1, characterized in that the support (12) on the end face of the piston (13) engages (FIG 5). 5. Rollkolbenverdichter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß an der Angriffsstelle eine Dichtung (41) angeordnet ist.5. A rotary piston compressor according to claim 4, characterized in that a seal (41) is arranged at the point of attack. 6. Rollkolbenverdichter nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (13) innerhalb des Zylinders (1) angeordnet ist und die Abstützung (12) auf ein in den Kolben (13) spielarm einge­setztes Druckband (28) wirkt.6. A rotary piston compressor according to claim 1 or 2,
characterized in that the piston (13) is arranged within the cylinder (1) and the Support (12) acts on a pressure band (28) inserted in the piston (13) with little play. 7. Rollkolbenverdichter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Spiel zwischen Druck­band (28) und Kolben (13) im Normalbetrieb kleiner als ± 0,2 mm bezogen auf den Durchmesser der unverformten rotationssymmetri­schen Bauteile (28, 13) ist.7. A rotary piston compressor according to claim 6, characterized in that the play between the pressure band (28) and piston (13) in normal operation is less than ± 0.2 mm based on the diameter of the undeformed rotationally symmetrical components (28, 13). 8. Rollkolbenverdichter nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Druckband (28) und dem Rollkolben (13) ein Gleitring (31) oder eine Gleit­schicht angeordnet ist.8. A rotary piston compressor according to claim 6 or 7, characterized in that a sliding ring (31) or a sliding layer is arranged between the pressure belt (28) and the rolling piston (13). 9. Rollkolbenverdichter nach Anspruch 6, 7 oder 8,
dadurch gekennzeichnet, daß das Druck­band (28) und der Rollkolben (13) aus Metall mit etwa gleich­großer Wärmeausdehnungszahl bestehen.9. rotary piston compressor according to claim 6, 7 or 8,
characterized in that the pressure band (28) and the rolling piston (13) consist of metal with an approximately equal coefficient of thermal expansion. 10. Rollkolbenverdichter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckband (28) mit dem Kolben (13) fest verbunden oder ein Bestandteil desselben ist.10. A rotary piston compressor according to claim 6, characterized in that the pressure band (28) with the piston (13) is fixedly connected or is part of the same. 11. Rollenkolbenverdichter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckband aus einer Vielzahl von Einzelklammern (25) besteht (FIG 3).11. Roller piston compressor according to claim 6, characterized in that the pressure belt consists of a plurality of individual clips (25) (FIG 3). 12. Rollkolbenverdichter nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit der Antriebswelle (6) verbundener Klammerkörper (10) das Druckband (28) an beiden Seiten umfaßt.12. A rotary piston compressor according to one of claims 6 to 11, characterized in that a clamp body (10) connected to the drive shaft (6) comprises the pressure band (28) on both sides. 13. Rollkolbenverdichter nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Klammerkörper (10) quer zur Kolbenachse geteilt ist.13. A rotary piston compressor according to claim 12, characterized in that the clamp body (10) is divided transversely to the piston axis. 14. Rollkolbenverdichter nach Anspruch 12 oder 13,
dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Klammerkörper (10) und den Seiten des Druckbandes (28) Ver­schleißschutzringe (33, 34) angeordnet sind.14. A rotary piston compressor according to claim 12 or 13,
characterized in that wear protection rings (33, 34) are arranged between the clamp body (10) and the sides of the pressure band (28). 15. Rollkolbenverdichter nach Anspruch 12, 13 oder 14,
dadurch gekennzeichnet, daß der Klam­merkörper (10) Wälzlager (9) und Kühlluftbohrungen (11) ent­hält.15. A rotary piston compressor according to claim 12, 13 or 14,
characterized in that the clamp body (10) contains roller bearings (9) and cooling air bores (11). 16. Rollkolbenverdichter nach den Ansprüchen 12 bis 15,
dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Klammerkörper (10) über die axiale Länge des Kolbens (13) verteilt sind.16. rotary piston compressor according to claims 12 to 15,
characterized in that several clamp bodies (10) are distributed over the axial length of the piston (13). 17. Rollkolbenverdichter nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (54) außerhalb des Zylinders (49) angeordnet ist und daß die Abstützung ein auf den Kolben (54) aufgesetztes Zugband (53) umfaßt (FIG 6).17. A rotary piston compressor according to claim 1 or 2,
characterized in that the piston (54) is arranged outside the cylinder (49) and in that the support comprises a tension band (53) placed on the piston (54) (FIG. 6). 18. Rollkolbenverdichter nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Zugband (53) spielarm den Kolben (54) umfaßt und mit einem mit der Antriebswelle (50) verbundenen Ring (52), vorzugsweise unter Zwischenlage von Gleit- und Verschleißschutzringen, verklammert ist.18. A rotary piston compressor according to claim 17, characterized in that the tension band (53) comprises the piston (54) with little play and is clamped with a ring (52) connected to the drive shaft (50), preferably with the interposition of anti-slip and wear protection rings. 19. Rollkolbenverdichter nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Zugband biegeweich als Riemen (69, 70) mit sehr großem Spiel ausgeführt und mit einer Spannrolle (72) außerhalb des Rollkolbens (54) versehen ist (FIG 7).19. A rotary piston compressor according to claim 17, characterized in that the tension band is flexible as a belt (69, 70) with a very large amount of play and is provided with a tensioning roller (72) outside the roller piston (54) (FIG 7). 20. Rollkolbenverdichter nach einem der Ansprüche 1 bis 19,
dadurch gekennzeichnet,
daß im Bereich der beiden Enden (114, 115) des Kolbens (108) je ein Druckband (130) vorhanden ist, das eine einseitig zur Kolbenmitte hin gerichtete Stufe (131) aufweist, daß über die Stufe (131) eine zu den Stirnseiten des Kolbens (108) einseitig offene Klammerrolle (117) greift und daß die Klammerrolle (117) mit der Antriebswelle (110) fest verbunden ist.20. A rotary piston compressor according to one of claims 1 to 19,
characterized by
that in the area of the two ends (114, 115) of the piston (108) each there is a pressure band (130) which has a step (131) directed towards the center of the piston on one side, that a clamp roller (117) which is open on one side towards the end faces of the piston (108) engages over the step (131) and that the clamp roller (117 ) is firmly connected to the drive shaft (110). 21. Rollkolbenverdichter nach Anspruch 20,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Klammerrolle (117) aus einer Klammerglocke (119) und einem Rillenkugellager (118) besteht, das sowohl mit der Antriebswelle (110) als auch mit der Klammerglocke (119) durch einen Preßsitz verbunden ist.21. A rotary piston compressor according to claim 20,
characterized by
that the clamp roller (117) consists of a clamp bell (119) and a deep groove ball bearing (118) which is connected to both the drive shaft (110) and the clamp bell (119) by a press fit. 22. Rollkolbenverdichter nach Anspruch 20 oder 21,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Klammerglocke (119) ein Blechpreßteil ist und einen Innenbund (126) zur Anlage an das Rillenkugellager (118) aufweist.22. A rotary piston compressor according to claim 20 or 21,
characterized by
that the clamp bell (119) is a pressed sheet metal part and has an inner collar (126) for contact with the deep groove ball bearing (118). 23. Rollkolbenverdichter nach Anspruch 20, 21 oder 22,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Druckband (130) in axialer Richtung fixiert ist.23. A rotary piston compressor according to claim 20, 21 or 22,
characterized by
that the pressure band (130) is fixed in the axial direction. 24. Rollkolbenverdichter nach Anspruch 22,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Druckband (130) mit Hilfe eines den Stirnseiten des Zylinders (102) zugeordneten Dichtringträgers (138) fixiert ist.24. A rotary piston compressor according to claim 22,
characterized by
that the pressure band (130) is fixed with the aid of a sealing ring carrier (138) assigned to the end faces of the cylinder (102). 25. Rollkolbenverdichter nach Anspruch 24,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Druckband (130) an einer Stufe (162) des Kolbens (108) anliegt.25. A rotary piston compressor according to claim 24,
characterized by
that the pressure band (130) abuts a step (162) of the piston (108). 26. Rollkolbenverdichter nach Anspruch 24,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Druckband (130) in den Dichtringträger (138) an einem Bund (135) eingesprengt ist.26. A rotary piston compressor according to claim 24,
characterized by
that the pressure band (130) is blown into the sealing ring carrier (138) on a collar (135). 27. Rollkolbenverdichter nach Anspruch 24, 25 oder 26,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Dichtringträger (138) mit einem Fortsatz (158) in einen Ringspalt (160) zwischen dem Druckband (130) und dem Kolben (108) ragt, so daß das Druckband (130) an dem Kolben (108) mittelbar angreift.27. A rotary piston compressor according to claim 24, 25 or 26,
characterized by
that the sealing ring carrier (138) projects with an extension (158) into an annular gap (160) between the pressure band (130) and the piston (108), so that the pressure band (130) acts indirectly on the piston (108). 28. Rollkolbenverdichter nach einem der Ansprüche 24 bis 27,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Dichtringträger (138) mit einem Außenbund (139) über die Stirnseite des Kolbens (108) greift.28. A rotary piston compressor according to one of claims 24 to 27,
characterized by
that the sealing ring carrier (138) engages with an outer collar (139) over the end face of the piston (108). 29. Rollkolbenverdichter nach einem der Ansprüche 24 bis 28,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Dichtringträger (138) einen Kolbenring (108) und eine auf diesen in axialer Richtung wirkende Feder (142) umschließt.29. A rotary piston compressor according to one of claims 24 to 28,
characterized by
that the sealing ring carrier (138) surrounds a piston ring (108) and a spring (142) acting thereon in the axial direction. 30. Rollkolbenverdichter nach einem der Ansprüche 20 bis 29,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Antriebswelle (110) in einem mittleren Bereich (111) als Gegengewicht gekröpft ist.30. rotary piston compressor according to one of claims 20 to 29,
characterized by
that the drive shaft (110) is cranked as a counterweight in a central region (111). 31. Rollkolbenverdichter nach Anspruch 30,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Wellenenden (152) gegenläufig gekröpft sind, wobei die Länge des schrägen Wellenteils (151) höchstens doppelt so groß wie der Wellendurchmesser im Bereich der Klammerrolle (117) ist, und daß zwischen dem schrägen Wellenteil (151) und der Klammerrolle (117) eine zylindrische Wellenlänge (150) von 70 - ­100 % der Breite des zur Klammerrolle (117) gehörenden Rillen­kugellagers (118) vorhanden ist.31. A rotary piston compressor according to claim 30,
characterized by
that the shaft ends (152) are cranked in opposite directions, the length of the oblique shaft part (151) being at most twice as large as the shaft diameter in the region of the clamp roller (117), and that between the oblique shaft part (151) and the clamp roller (117) a cylindrical wavelength (150) of 70-100% of the width of the deep groove ball bearing (118) belonging to the clamp roller (117) is present. 32. Rollkolbenverdichter nach Anspruch 31,
dadurch gekennzeichnet,
daß die gekröpften Wellenenden (152) in einer nach außen weisenden Verlängerung (154) der Zylinderstirnwände (103, 104) liegen.32. rotary piston compressor according to claim 31,
characterized by
that the cranked shaft ends (152) lie in an outward extension (154) of the cylinder end walls (103, 104). 33. Rollkolbenverdichter nach Anspruch 32,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Verlängerung (154) einen Innenbund (157) zur axialen Fixierung der Antriebswelle (110) aufweist.33. rotary piston compressor according to claim 32,
characterized by
that the extension (154) has an inner collar (157) for axially fixing the drive shaft (110). 34. Rollkolbenverdichter nach einem der Ansprüche 20 bis 33,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Rillenkugellager (118) mit einem Sicherungsring (140) auf der Antriebswelle (110) festgelegt ist, dessen Nenndurch­messer kleiner als der Innendurchmesser des Rillenkugellagers (118), aber größer als der Durchmesser des gekröpften Bereiches (152) der Wellenenden ist.34. rotary piston compressor according to one of claims 20 to 33,
characterized by
that the deep groove ball bearing (118) is fixed with a retaining ring (140) on the drive shaft (110), the nominal diameter of which is smaller than the inner diameter of the deep groove ball bearing (118) but larger than the diameter of the cranked region (152) of the shaft ends. 35. Rollkolbenverdichter nach einem der Ansprüche 20 bis 34,
dadurch gekennzeichnet,
daß in den Klammerglocken (119) und in den Deckeln (103, 104) des Zylinders Kühlluftbohrungen (121, 158) vorgesehen sind.35. rotary piston compressor according to one of claims 20 to 34,
characterized by
that cooling air bores (121, 158) are provided in the clamp bells (119) and in the covers (103, 104) of the cylinder. 36. Rollkolbenverdichter nach einem der Ansprüche 20 bis 35,
dadurch gekennzeichnet,
daß zwei gegenläufig rotierende Kolben (108) parallelachsig in zwei Zylinderbohrungen eines gemeinsamen Gehäuses (165) ange­ordnet sind, in dem ein gemeinsamer Schieber (170) zur Trennung von Saug- und Druckraum der Zylinderbohrungen sitzt, und daß die Kolben (108) über die Klammerrollen (117) von gemeinsamen Deckeln (166) an den Stirnseiten des Gehäuses (165) getragen werden.36. rotary piston compressor according to one of claims 20 to 35,
characterized by
that two counter-rotating pistons (108) are arranged in parallel axes in two cylinder bores of a common housing (165), in which a common slide (170) for separating the suction and pressure space of the cylinder bores is seated, and that the pistons (108) over the clamp rollers (117) are carried by common covers (166) on the end faces of the housing (165). 37. Rollkolbenverdichter nach Anspruch 36,
dadurch gekennzeichnet,
daß parallel zu den Rollkolben (108) ein Saug- und ein Druckrohr (168, 169) an gegenüberliegenden Seiten des gemein­samen Gehäuses (165) angeordnet sind.37. rotary piston compressor according to claim 36,
characterized by
that a suction and a pressure pipe (168, 169) are arranged parallel to the rolling pistons (108) on opposite sides of the common housing (165).
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