EP0545188B1 - Scroll type fluid displacement machine - Google Patents
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- EP0545188B1 EP0545188B1 EP19920119875 EP92119875A EP0545188B1 EP 0545188 B1 EP0545188 B1 EP 0545188B1 EP 19920119875 EP19920119875 EP 19920119875 EP 92119875 A EP92119875 A EP 92119875A EP 0545188 B1 EP0545188 B1 EP 0545188B1
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- EP
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- disc
- spiral
- inlet
- displacement
- strips
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
- F01C1/00—Rotary-piston machines or engines
- F01C1/02—Rotary-piston machines or engines of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents
- F01C1/0207—Rotary-piston machines or engines of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents both members having co-operating elements in spiral form
- F01C1/0246—Details concerning the involute wraps or their base, e.g. geometry
-
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- F01C1/0207—Rotary-piston machines or engines of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents both members having co-operating elements in spiral form
- F01C1/0215—Rotary-piston machines or engines of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents both members having co-operating elements in spiral form where only one member is moving
- F01C1/0223—Rotary-piston machines or engines of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents both members having co-operating elements in spiral form where only one member is moving with symmetrical double wraps
Definitions
- the invention relates to a displacement machine for compressible media according to the preamble of patent claim 1.
- Displacement machines of the spiral type are known for example from DE-C-26 03 462.
- a compressor constructed according to this principle is characterized by an almost pulsation-free delivery of the gaseous working medium, which consists, for example, of air or an air / fuel mixture and could therefore also be used to advantage for charging purposes of internal combustion engines.
- the gaseous working medium which consists, for example, of air or an air / fuel mixture and could therefore also be used to advantage for charging purposes of internal combustion engines.
- a machine of the type mentioned at the outset, in which the spirals span a total wrap angle of approximately 360 °, is known from EP-A-0 321 781.
- Such a machine has one of the number of nested ones at the displacer body at the inlet-side ends of the spirals Spirals corresponding number of discontinuities in the radial extent of the central disc. The discontinuity is exacerbated in the axial direction by the spiral strips.
- the center disk has a higher temperature in its hub section than in its outer area at the end of the spirals on the inlet side. If the displacement body is made of a commercially available material with a thermal expansion coefficient greater than zero, this temperature distribution creates tensile stresses in the outer area of the disk and compressive stresses in the hub area. The geometric discontinuities mentioned and the temperature profile result in a stress concentration in the inlet area of the pane and thus an increased material stress.
- the displacement body is therefore preferably made of a light metal alloy, for example magnesium.
- Such alloys have quite good strength values at room temperature; however, these good values drop rapidly at higher temperatures when it comes to commercially available alloys without costly additives.
- the object of the invention is to constructively modify a displacement machine of the type mentioned in the introduction in such a way that the stress concentration in the inlet area of the displacement disc is considerably reduced becomes.
- the rotor of the machine is designated as a whole by 1.
- two spiral-shaped displacers are arranged, which are offset by 180 ° to one another. These are strips 3a, 3b which are held vertically on the pane 2.
- the spirals themselves are formed from a plurality of circular arcs adjoining one another. 4 with the hub is designated, via which the disk 2 with a roller bearing 22 is seated on an eccentric disk 23 (FIG. 3). This disk is in turn part of the main shaft 24.
- the guide eye 5 of the guide eccentric arrangement is connected to the rotor via a bow-shaped 21 rib.
- the eye lies in the tangential extension of the inlet-side end of the spiral bar 3a.
- FIG. 1 shows the housing half 7b shown on the left in FIG. 3 of the machine housing which is composed of two halves 7a, 7b and is connected via fastening eyes 8 (FIG. 3) for receiving screw connections.
- 11a and 11b denote the two delivery spaces, each offset by 180 °, which are worked into the two housing halves in the manner of a spiral slot. They each run from an inlet 12a, 12b arranged on the outer circumference of the spiral in the housing to an outlet 13 provided in the interior of the housing and common to both delivery spaces. They have essentially parallel cylinder walls 14a, 14b, 15a, 15b arranged at a constant distance from one another. which, like the displacement bodies of the disk 2, comprise a spiral of 360 °.
- the displacers 3a, 3b engage between these cylinder walls, the curvature of which is dimensioned such that the strips almost touch the inner and outer cylinder walls of the housing at a plurality, for example at two points each.
- seals 49 are inserted in corresponding grooves. With them, the work rooms against the side walls of the housing respectively. sealed against the displacement disc.
- FIG. 1 also shows that the disc 2 - apart from the radially protruding eye 5 - closes radially with the strips 3a, 3b.
- the disk must penetrate at least one housing half in the radial direction in the area of the inlets 12a, 12b. In the present case, this is done on the housing half 7 shown on the left in FIG. 3.
- the inner webs 46a, 46b thereof are lowered by the amount of the pane thickness compared to the outer webs 45a, 45b.
- This measure has the advantage that in this housing half sealing strips are to be arranged only on the inner webs 46a, 46b, which seal the delivery spaces 11a, 11b against one another via the disk 2 up to the outlet.
- this transition is now designed as a circular shoulder 47a, 47b with the radius R1.
- the counter surface on the disc 2 is provided with a corresponding circular arc-shaped recess 48a, 48b, wherein the radius R2 of this recess corresponds to the eccentricity e + radius R1.
- the discontinuity in the radial extent of the central disk 2 is locally displaced and that is brought forward. This means that the disk in the area of the inlet 12a, 12b of the spiral strips 3a, 3b is extended beyond the spiral inlet.
- the dimension A of the extension corresponds at least to the simple inside width B between two adjacent nested spirals in the inlet area. This has the result that the transition of the center disk from the inlet-side end of the one spiral to the second spiral rotated by 180 ° and nested inside one another has moved away in the radial direction against the direction of flow of the working medium. The discontinuity is thus no longer in the endangered zone in the spiral inlet area.
- the disk 2 is extended with the same outer radius R A that it has in the inlet area of the spirals.
- the dimension A of the disk extension is significantly larger than the clear width B between two adjacent, nested spirals - which clear width also corresponds to that of the associated conveying spaces - for the following reason:
- the spirals span a wrap angle of a total of 360 °, the majority of which are formed with a first curvature and have a significantly smaller radius of curvature on the outlet side over an angular range of approximately 45 °.
- This shortening of the spiral makes it possible to arrange the passage windows 6 'in the Given disc 2. These windows are now located approximately in the radial plane of the inlet area of the pane which is at risk from the stress concentration.
- the minimum dimension A by which the pane protrudes beyond the inlet area is not measured from the inlet edge of the spiral, but from the plane which marks the narrowest cross section between the passage window 6 'and discontinuity in the pane transition. In the present case, this is the radial plane C.
- This dimensioning rule results in a minimum dimension A for the extension, which is larger than the clear width B of the associated delivery area.
- the drive and the guide of the rotor 1 are provided by the two spaced-apart eccentric arrangements 23, 24 and. 26, 27.
- the main shaft 24 is supported in a roller bearing 17 and a slide bearing 18. At its end protruding from the housing half 7b, the shaft is provided with a V-belt pulley 19 for the drive.
- Counterweights 20 are arranged on the shaft in order to compensate for the inertial forces arising when the rotor is eccentrically driven.
- the guide shaft 27 is inserted in a sliding bearing 28 within the housing half 7b.
- the two eccentric arrangements are synchronized with precise angles. This is done via a toothed belt drive 16.
- the double eccentric drive ensures that all points of the rotor disk and thus also all points of the two strips 3a, 3b perform a circular displacement movement.
- crescent-shaped workrooms enclosing the working medium result on both sides of the strips, which work while the rotor disk is being driven through the delivery chambers in the direction of the Outlet to be moved.
- the volumes of these working spaces decrease and the pressure of the working fluid is increased accordingly.
- the invention is not limited to the exemplary embodiment shown and described.
- the new measure can be used just as advantageously in positive-displacement rotors, the disc of which does not end on the outside with the strips, but in which the central disc protrudes in diameter to form a sealing surface, as is the case, for example, in DE-C-26 03 mentioned at the beginning 462 is the case.
Description
Die Erfindung betrifft eine Verdrängermaschine für kompressible Medien gemäss Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a displacement machine for compressible media according to the preamble of
Verdrängermaschinen der Spiralbauart sind beispielsweise durch die DE-C-26 03 462 bekannt. Ein nach diesem Prinzip aufgebauter Verdichter zeichnet sich durch eine nahezu pulsationsfreie Förderung des beispielsweise aus Luft oder einem Luft-Kraftstoff-Gemisch bestehenden gasförmigen Arbeitsmittels aus und könnte daher unter anderem auch für Aufladezwecke von Brennkraftmaschinen mit Vorteil herangezogen werden. Während des Betriebes eines solchen Kompressors werden entlang der Verdrängerkammer zwischen dem spiralförmig ausgebildeten Verdrängerkörper und den beiden Umfangswänden der Verdrängerkammer mehrere, etwa sichelförmige Arbeitsräume eingeschlossen, die sich von dem Einlass durch die Verdrängerkammer hindurch zum Auslass hin bewegen, wobei ihr Volumen ständig verringert und der Druck des Arbeitsmittels dementsprechend erhöht wird.Displacement machines of the spiral type are known for example from DE-C-26 03 462. A compressor constructed according to this principle is characterized by an almost pulsation-free delivery of the gaseous working medium, which consists, for example, of air or an air / fuel mixture and could therefore also be used to advantage for charging purposes of internal combustion engines. During the operation of such a compressor, several, approximately sickle-shaped working spaces are enclosed between the spiral-shaped displacement body and the two peripheral walls of the displacement chamber, which move from the inlet through the displacement chamber to the outlet, their volume constantly decreasing and the pressure of the work equipment is increased accordingly.
Eine Maschine der eingangs genannten Art, bei der die Spiralen einen gesamtem Umschlingungswinkel von ca. 360° umspannen, ist bekannt aus der EP-A-0 321 781. Eine solche Maschine weist beim Verdrängerkörper an den eintrittsseitigen Enden der Spiralen eine der Anzahl der ineinandergeschachtelten Spiralen entsprechende Anzahl Unstetigkeiten in der radialen Erstreckung der Mittelscheibe auf. Die Unstetigkeit wird in axialer Richtung durch die spiralförmigen Leisten noch verstärkt.A machine of the type mentioned at the outset, in which the spirals span a total wrap angle of approximately 360 °, is known from EP-A-0 321 781. Such a machine has one of the number of nested ones at the displacer body at the inlet-side ends of the spirals Spirals corresponding number of discontinuities in the radial extent of the central disc. The discontinuity is exacerbated in the axial direction by the spiral strips.
Bei der Förderung des Arbeitsmittels von radial aussen nach radial innen tritt infolge der zunehmenden Verdichtung eine Temperaturerhöhung des Arbeitsmittels auf. Dies hat zur Folge, dass die Mittelscheibe in ihrer Nabenpartie eine höhere Temperatur aufweist als in ihrem Aussenbereich am einlasseitigen Ende der Spiralen. Sofern der Verdrängerkörper aus einem handelsüblichen Material mit einem Wärmeausdehnungskoeffizienten grösser als Null gefertigt ist, enstehen durch diese Temperaturverteilung in der Scheibe in deren Aussenbereich Zugspannungen und in deren Nabenbereich Druckspannungen. Durch die erwähnten geometrischen Unstetigkeiten und den Temperaturverlauf resultiert im Einlassbereich der Scheibe eine Spannungskonzentration und damit eine erhöhte Materialbeanspruchung.When the working fluid is conveyed from radially outside to radially inward, the temperature of the working fluid increases due to the increasing compression. The result of this is that the center disk has a higher temperature in its hub section than in its outer area at the end of the spirals on the inlet side. If the displacement body is made of a commercially available material with a thermal expansion coefficient greater than zero, this temperature distribution creates tensile stresses in the outer area of the disk and compressive stresses in the hub area. The geometric discontinuities mentioned and the temperature profile result in a stress concentration in the inlet area of the pane and thus an increased material stress.
Um das Bauvolumen der Maschine besser auszunutzen, geht die Entwicklungstendenz in Richtung höherer Druckverhältnisse und höherer Drehzahlen. Ersteres bedingt noch steilere Temperaturgradienten in der Scheibe, letzteres führt zu grösseren Massenkräften. Der Verdrängerkörper wird deshalb bevorzugt aus einer Leichtmetallegierung, beispielsweise Magnesium, ausgeführt. Solche Legierungen weisen recht gute Festigkeitswerte bei Raumtemperatur auf; diese guten Werte fallen jedoch bei höheren Temperaturen rasch ab, wenn es sich um handelsübliche Legierungen ohne kostspieligen Zusätze handelt.In order to make better use of the construction volume of the machine, the development trend is towards higher pressure ratios and higher speeds. The former causes even steeper temperature gradients in the disk, the latter leads to greater inertia forces. The displacement body is therefore preferably made of a light metal alloy, for example magnesium. Such alloys have quite good strength values at room temperature; however, these good values drop rapidly at higher temperatures when it comes to commercially available alloys without costly additives.
Ausgehend von der Absicht, weiterhin von den Vorteilen der Leichtmetallegierungen wie Gewicht, Kosten, Reibeigenschaften und dergeichen Gebrauch zu machen, stellt sich der Erfindung die Aufgabe, eine Verdrängungsmaschine der eingangs genannten Art konstruktiv so zu abzuändern, dass die Spannungskonzentration im Einlassbereich der Verdrängerscheibe erheblich reduziert wird.Starting from the intention to continue to make use of the advantages of the light metal alloys such as weight, cost, friction properties and the like, the object of the invention is to constructively modify a displacement machine of the type mentioned in the introduction in such a way that the stress concentration in the inlet area of the displacement disc is considerably reduced becomes.
Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.According to the invention, this object is achieved by the characterizing features of
Zwar ist bereits aus der EP-A-0 284 774 eine solche Scheibenverlängerung mit dem Mindestmass A bekannt. Jedoch ist diese Verlängerung allein dadurch begründet, dass das Führungsauge für die Aufnahme des Führungsexzenters in der Verlängerung untergebracht werden muss.Such a pane extension with the minimum dimension A is already known from EP-A-0 284 774. However, this extension is only due to the fact that the guide eye for accommodating the guide eccentric must be accommodated in the extension.
Der Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, dass durch eine einfache bauliche Massnahme, welche die Funktionsfähigkeit der Maschine nicht beeinträchtigt, nunmehr die Einsatzgrenzen eines an sich vorteilhaften Werkstoffes wie Magnesium erheblich erhöht sind.The advantage of the invention can be seen in the fact that a simple structural measure which does not impair the functionality of the machine now considerably increases the limits of use of a material which is advantageous per se, such as magnesium.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt.In the drawing, an embodiment of the invention is shown schematically.
Es zeigen:
- Fig. 1
- einen Querschnitt durch das antriebsseitige Gehäuseteil der Verdrängermaschine nach Linie I-I in Fig. 3;
- Fig. 2
- eine Vorderansicht des Läufers;
- Fig. 3
- einen Längsschnitt durch die Verdrängermaschine;
- Fig. 1
- a cross section through the drive-side housing part of the displacement machine according to line II in Fig. 3;
- Fig. 2
- a front view of the runner;
- Fig. 3
- a longitudinal section through the displacement machine;
Zwecks Erläuterung der Funktionsweise des Verdichters, welche nicht Gegenstand der Erfindung ist, wird auf die bereits genannte DE-C3-2 603 462 verwiesen. Nachstehend wird nur der für das Verständnis notwendige Maschinenaufbau und Prozessablauf kurz beschrieben. Der Übersichtlichkeit wegen sind in Fig. 2 der Läufer allein, in Fig. 1 das Gehäuse mit den Förderräumen und dem eingelegten Verdränger gezeigt.In order to explain the operation of the compressor, which is not the subject of the invention, reference is made to the already mentioned DE-C3-2 603 462. In the following, only the machine structure and process flow necessary for understanding are briefly described. For the sake of clarity, the rotor alone is shown in FIG. 2, the housing with the conveying spaces and the inserted displacer are shown in FIG. 1.
Mit 1 ist der Läufer der Maschine insgesamt bezeichnet. An beiden Seiten der Scheibe 2 sind je zwei, um 180° zueinander versetzte, spiralförmig verlaufende Verdrängerköper angeordnet. Es handelt sich um Leisten 3a, 3b, die senkrecht auf der Scheibe 2 gehalten sind. Die Spiralen selbst sind im gezeigten Beispiel aus mehreren, aneinander anschliessenden Kreisbögen gebildet. Mit 4 ist die Nabe bezeichnet, über welche die Scheibe 2 mit einem Wälzlager 22 auf einer Exzenterscheibe 23 sitzt (Fig. 3). Diese Scheibe ist ihrerseits Teil der Hauptwelle 24.The rotor of the machine is designated as a whole by 1. On both sides of the
Mit 5 ist ein radial ausserhalb der Leisten 3a, 3b angeordnetes Auge bezeichnet für die Aufnahme eines Führungslagers 25, welches auf einem Exzenterbolzen 26 aufgezogen ist. Dieser ist seinerseits Teil einer Führungswelle 27. Am Spiralende sind in der Scheibe vier Durchtrittsfenster 6, 6' vorgesehen, damit das Medium von einer Scheibenseite zur andern gelangen kann, um in einem nur einseitig angeordneten zentralen Auslass 13 (Fig. 3) abgezogen zu werden.5 denotes an eye which is arranged radially outside the
Das Führungsauge 5 der Führungsexzenteranordnung ist mit dem Läufer über eine bügelförmige 21 Rippe verbunden. Das Auge liegt in der tangentialen Verlängerung des einlassseitigen Endes der spiralförmigen Leiste 3a. Mit dieser Anordnung wird eine hohe Steifigkeit in tangentialer Richtung und eine hohe Elastizität in radialer Richtung erreicht. Ausserdem dient dieses Konzept zur Aufnahme von allfälligen zwischen den zwei Angriffspunkten Führungsauge 5 und Nabe 4 auftretenden Längenänderungen und bewirkt einen selbsttätigen Ausgleich.The
In Fig. 1 ist die in Fig. 3 links dargestellte Gehäusehälfte 7b des aus zwei Hälften 7a, 7b zusammengesetzten, über Befestigungsaugen 8 (Fig. 3) zur Aufnahme von Verschraubungen miteinander verbundenen Maschinengehäuses gezeigt. 11a und 11b bezeichnen die zwei jeweils um 180° gegeneinander versetzten Förderräume, die nach Art eines spiralförmigen Schlitzes in die beiden Gehäusehälften eingearbeitet sind. Sie verlaufen von je einem am äusseren Umfang der Spirale im Gehäuse angeordneten Einlass 12a, 12b zu einem im Gehäuseinneren vorgesehenen, beiden Förderräumen gemeinsamen Auslass 13. Sie weisen im wesentlichen parallele, in gleichbleibendem Abstand zueinander angeordnete Zylinderwände 14a, 14b, 15a, 15b auf, die wie die Verdrängerkörper der Scheibe 2 eine Spirale von 360° umfassen. Zwischen diesen Zylinderwänden greifen die Verdrängerkörper 3a, 3b ein, deren Krümmung so bemessen ist, dass die Leisten die inneren und die äusseren Zylinderwände des Gehäuses an mehreren, beispielsweise an jeweils zwei Stellen nahezu berühren. An den freien Stirnseiten der Leisten 3a, 3b und der Stege 45, 46 sind Dichtungen 49 in entsprechenden Nuten eingelegt. Mit ihnen werden die Arbeitsräume gegen die Seitenwände des Gehäuses resp. gegen die Verdrängerscheibe gedichtet.1 shows the
Bei dieser Art von Maschine, bei welcher zwei um 180° gegeneinander versetzte Spiralen ineinandergeschachtelt sind, ist eine weitere Dichtung erforderlich; und zwar müssen jeweils die eintrittsseitigen Förderräume der einen Spirale gegen die weiter radial innenliegenden Förderräume der andern Spirale voneinander getrennt werden. Aus Fig. 1 ist erkennbar, dass im Bereich des Einlasses 12b der Steg 45a mit der äusseren Zylinderwand 14a sich im Steg 46b mit der inneren Zylinderwand 15b fortsetzt. Diese Massnahme trifft auch im Bereich des Einlasses 12a zu. Der Übergang erfolgt hier vom Steg 45b zum Steg 46a.In this type of machine, in which two spirals offset by 180 ° are nested, a further seal is required; namely, the inlet-side conveying spaces of the one spiral must be separated from each other against the further radially inner conveying spaces of the other spiral. It can be seen from FIG. 1 that in the area of the
Die Fig. 1 zeigt ferner, dass die Scheibe 2 - abgesehen von dem radial überstehenden Auge 5 - radial mit den Leisten 3a, 3b abschliesst. Dies bedeutet, dass die Scheibe in radialer Richtung im Bereich der Einlässe 12a, 12b mindestens eine Gehäusehälfte durchdringen muss. Im vorliegenden Fall geschieht dies an der in Fig. 3 links dargestellten Gehäusehälfte 7. Hierzu sind deren innenliegenden Stege 46a, 46b gegenüber den aussenliegenden Stegen 45a, 45b um den Betrag der Scheibendicke abgesenkt. Diese Massnahme weist den Vorteil auf, dass in dieser Gehäusehälfte nur an den inneren Stegen 46a, 46b Dichtleisten anzuordnen sind, die bis zum Auslass hin die Förderräume 11a, 11b über die Scheibe 2 gegeneinander abdichten.FIG. 1 also shows that the disc 2 - apart from the radially protruding eye 5 - closes radially with the
Würde nun der Uebergang vom Steg 45a zum Steg 46b scharfkantig und radial erfolgen und demzufolge auch die Scheibe 2 an den entsprechenden Eintrittspartien radial abschliessen, so entstünde eine Undichtigkeit zwischen den Förderkammern 11a und 11b. Um dies zu vermeiden, ist dieser Uebergang nunmehr als kreisrunder Absatz 47a, 47b mit dem Radius R1 ausgebildet. Die Gegenfläche an der Scheibe 2 wird mit einer entsprechend kreisbogenförmigen Aussparung 48a, 48b versehen, wobei der Radius R2 dieser Aussparung der Exzentrizität e + Radius R1 entspricht. Diese Absätze 47a, 47b kooperieren anlässlich des Maschinenbetriebes zwecks Bildung einer Dichtlinie mit den kreisbogenförmigen Aussparungen 48a, 48b.If the transition from the
Die radial inneren Teile der Aussparungen 48a, 48b sind nunmehr der geometrische Ort für die nicht zu vermeidenden Unstetigkeiten. Gemäss der Erfindung wird die Unstetigkeit in der radialen Erstreckung der Mittelscheibe 2 örtlich verlagert und zwar vorverlegt. Dies bedeutet, dass die Scheibe im Bereich des Einlasses 12a, 12b der spiralförmigen Leisten 3a, 3b über den Spiraleneinlass hinaus verlängert ist. Das Mass A der Verlängerung entspricht mindestens der einfachen lichten Weite B zwischen zwei benachbarten, ineinandergeschachtelten Spiralen im Einlassbereich. Dies führt dazu, dass in radialer Richtung der Übergang der Mittelscheibe vom eintrittsseitigen Ende der einen Spirale auf die zweite um 180° verdrehte und ineinandergeschachtelte Spirale gegen die Zuströmrichtung des Arbeitsmittels weggerückt ist. Damit befindet sich die Unstetigkeit nicht mehr in der gefährdeten Zone im Spiralen-Einlassbereich. Die Scheibe 2 ist mit dem gleichen Aussenradius RA verlängert, den sie im Einlassbereich der Spiralen aufweist.The radially inner parts of the
Im gezeigten Beispiel ist das Mass A der Scheibenverlängerung wesentlich grösser als die lichte Weite B zwischen zwei benachbarten, ineinandergeschachtelten Spiralen, - welche lichte Weite im übrigen auch jener der zugehörigen Förderrräume entspricht - und zwar aus folgendem Grund:In the example shown, the dimension A of the disk extension is significantly larger than the clear width B between two adjacent, nested spirals - which clear width also corresponds to that of the associated conveying spaces - for the following reason:
Bei der in den Fig. 1 und 2 gezeigten Ausführung umspannen die Spiralen einen Umschlingungswinkel von insgesamt 360°, wobei sie im überwiegenden Teil mit einer ersten Krümmung ausgebildet sind und ausstrittsseitig über einen Winkelbereich von ca. 45° einen wesentlich kleineren Krümmungsradius aufweisen. Durch diese Verkürzung der Spirale ist die Möglichkeit zur Anordnung der Durchtrittsfenster 6' in der Scheibe 2 gegeben. Diese Fenster befinden sich nunmehr etwa in der Radialebene des von der Spannungskonzentration gefährdeten Einlassbereiches der Scheibe.In the embodiment shown in FIGS. 1 and 2, the spirals span a wrap angle of a total of 360 °, the majority of which are formed with a first curvature and have a significantly smaller radius of curvature on the outlet side over an angular range of approximately 45 °. This shortening of the spiral makes it possible to arrange the passage windows 6 'in the Given
Das Mindestmass A, um den die Scheibe über den Einlassbereich hinausragt, bemisst sich in diesem Fall nicht von der Einlasskante der Spirale aus, sondern von der Ebene aus, die den engsten Querschnitt zwischen Durchtrittsfenster 6' und Unstetigkeit im Scheibenübergang markiert. Im vorliegenden Fall ist dies die Radialebene C. Mit dieser Bemessungsregel ergibt sich in jedem Fall ein Mindestmass A für die Verlängerung, welches grösser ist als lichte Weite B des zugehörigen Förderrraumes.In this case, the minimum dimension A by which the pane protrudes beyond the inlet area is not measured from the inlet edge of the spiral, but from the plane which marks the narrowest cross section between the passage window 6 'and discontinuity in the pane transition. In the present case, this is the radial plane C. This dimensioning rule results in a minimum dimension A for the extension, which is larger than the clear width B of the associated delivery area.
Den Antrieb und die Führung des Läufers 1 besorgen die zwei beabstandeten Exzenteranordnungen 23, 24 resp. 26, 27. Die Hauptwelle 24 ist in einem Wälzlager 17 und einem Gleitlager 18 gelagert. An ihrem aus der Gehäushälfte 7b herausragendem Ende ist die Welle mit einer Keilriemenscheibe 19 für den Antrieb versehen. Auf der Welle sind Gegengewichte 20 angeordnet zum Ausgleich der beim exzentrischen Antrieb des Läufers entstehenden Massenkräfte. Die Führungswelle 27 ist innerhalb der Gehäusehälfte 7b in einem Gleitlager 28 eingelegt.The drive and the guide of the
Um in den Totpunktlagen eine eindeutige Führung des Läufers zu erzielen, sind die beiden Exzenteranordnungen winkelgenau synchronisiert. Dies geschieht über einen Zahnriemenantrieb 16. Anlässlich des Betriebes sorgt der Doppelexzenterantrieb dafür, dass alle Punkte der Läuferscheibe und damit auch alle Punkte der beiden Leisten 3a, 3b eine kreisförmige Verschiebebewegung ausführen. Infolge der mehrfachen abwechselnden Annäherungen der Leisten 3a, 3b an die inneren und äusseren Zylinderwände der zugeordneten Förderkammern ergeben sich auf beiden Seiten der Leisten sichelförmige, das Arbeitsmedium einschliessende Arbeitsräume, die während des Antriebs der Läuferscheibe durch die Förderkammern in Richtung auf den Auslass verschoben werden. Hierbei verringern sich die Volumina dieser Arbeitsräume und der Druck des Arbeitsmittels wird entsprechend erhöht.In order to achieve clear guidance of the rotor in the dead center positions, the two eccentric arrangements are synchronized with precise angles. This is done via a
Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf das gezeigte und beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Genau so vorteilhaft kann die neue Massnahme bei Verdrängerläufern Anwendung finden, deren Scheibe aussen nicht mit den Leisten abschliesst, sondern bei denen die Mittelscheibe zur Bildung einer Dichtfläche die Leisten im Durchmesser überragt, so wie dies beispielsweise bei der eingangs erwähnten DE-C-26 03 462 der Fall ist.Of course, the invention is not limited to the exemplary embodiment shown and described. The new measure can be used just as advantageously in positive-displacement rotors, the disc of which does not end on the outside with the strips, but in which the central disc protrudes in diameter to form a sealing surface, as is the case, for example, in DE-C-26 03 mentioned at the beginning 462 is the case.
- 11
- Läuferrunner
- 22nd
- Scheibedisc
- 3a, 3b3a, 3b
- Leistestrip
- 44th
- Nabehub
- 55
- Augeeye
- 6, 6'6, 6 '
- DurchtrittsfensterPassage window
- 7a, 7b7a, 7b
- GehäusehälfteHalf of the housing
- 88th
- BefestigungsaugeMounting eye
- 99
- Aufnahme für 24Recording for 24
- 1010th
- Aufnahme für 27Recording for 27
- 11a, 11b11a, 11b
- FörderraumFunding area
- 12a, 12b12a, 12b
- Einlassinlet
- 1313
- AuslassOutlet
- 14a, 14b14a, 14b
- ZylinderwandCylinder wall
- 15a, 15b15a, 15b
- ZylinderwandCylinder wall
- 1616
- ZahnriemenantriebTiming belt drive
- 1717th
- Wälzlager für 24Rolling bearings for 24
- 1818th
- Gleitlager für 24Slide bearing for 24
- 1919th
- KeilriemenscheibeV-belt pulley
- 2020th
- Gegengewicht an 24Counterweight on 24
- 2121
- bügelförmige Rippebow-shaped rib
- 2222
- Wälzlager für 23Rolling bearings for 23
- 2323
- ExzenterscheibeEccentric disc
- 2424th
- HauptwelleMain shaft
- 2525th
- FührungslagerGuide bearings
- 2626
- ExzenterbolzenEccentric bolt
- 2727
- FührungswelleGuide shaft
- 2828
- Gleitlager für 27Slide bearing for 27
- 45a, 45b45a, 45b
- Steg mit äusserer ZylinderwandBridge with outer cylinder wall
- 46a, 46b46a, 46b
- Steg mit innerer ZylinderwandBridge with inner cylinder wall
- 47a, 47b47a, 47b
- Absatzparagraph
- 48a, 48b48a, 48b
- AussparungRecess
- 4949
- Dichtungpoetry
- R1R1
- Radius von 47a, 47bRadius of 47a, 47b
- R2R2
- Radius von 48a, 48bRadius of 48a, 48b
- ee
- Exzentrizität (Fig. 1 + 3)Eccentricity (Fig. 1 + 3)
- RA R A
-
äusserer Radius der Scheibe 2outer radius of the
disc 2 - BB
- lichte Weite der Förderräumeclear width of the funding rooms
- AA
- ScheibenverlängerungWindow extension
- CC.
- RadialebeneRadial plane
Claims (2)
- Displacement machine for compressible media, having a plurality of spiral-shaped delivery chambers (11a, 11b), which are disposed in a fixed housing (7a, 7b) and lead from a radially outer inlet (12a, 12b) to a radially inner outlet (13), and having a displacement body assigned to the delivery chambers and essentially comprising a disc (2) having spiral-shaped strips (3a, 3b) disposed in perpendicular arrangement on both sides, the eccentrically driven displacement body performing, during operation, with each of its points a circular motion limited by the peripheral walls of the delivery chamber and, to this end, being equipped for guidance purposes with an eyelet (5), projecting radially over the disc, for the reception of a guide eccentric, the eyelet (5) being connected to the disc (2) by a bow-shaped rib (21), characterized in that the disc (2), in the region of the ends of the spiral strips (3a, 3b), is extended beyond the spiral inlet, to be precise by a distance (A) at least equivalent to the simple clearance (B) between two adjacent spirals, fitted one inside the other, in the inlet region.
- Displacement machine according to Claim 1, characterized in that the disc is extended with approximately the same outer radius RA which it has in the inlet region of the spirals.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CH358091 | 1991-12-05 | ||
| CH3580/91 | 1991-12-05 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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Family
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EP19920119875 Expired - Lifetime EP0545188B1 (en) | 1991-12-05 | 1992-11-23 | Scroll type fluid displacement machine |
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| Country | Link |
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|---|---|---|---|---|
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-
1992
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- 1992-11-23 DE DE59205758T patent/DE59205758D1/en not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
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