EP0597804B1 - Fluid displacement apparatus with a spiral element - Google Patents
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- EP0597804B1 EP0597804B1 EP93810745A EP93810745A EP0597804B1 EP 0597804 B1 EP0597804 B1 EP 0597804B1 EP 93810745 A EP93810745 A EP 93810745A EP 93810745 A EP93810745 A EP 93810745A EP 0597804 B1 EP0597804 B1 EP 0597804B1
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- EP
- European Patent Office
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- groove
- spiral
- sealing strip
- delivery space
- displacement
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C27/00—Sealing arrangements in rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
- F04C27/005—Axial sealings for working fluid
Definitions
- the invention relates to a displacement machine for compressible media with at least one spiral-shaped delivery chamber arranged in a fixed housing and a spiral displacement body assigned to the delivery chamber; the end faces of the displacement body which adjoin a side wall of the delivery space are provided with a groove in which a sealing strip made of elastic and slidable material lies.
- Displacement machines of the spiral type are known from DE-C-26 03 462.
- a compressor constructed according to this principle is characterized by an almost pulsation-free conveyance of the gaseous working medium, for example consisting of air or an air-fuel mixture, and could therefore also be used with advantage for charging purposes of internal combustion engines.
- the gaseous working medium for example consisting of air or an air-fuel mixture
- a plurality of approximately crescent-shaped working spaces are trapped along the displacement chamber between the spiral-shaped displacement body and the two peripheral walls of the displacement chamber, which work spaces move from the inlet through the displacement chamber to the outlet.
- their volume decreases increasingly with a corresponding increase in the working fluid pressure.
- the seal between the working spaces above and below the displacer is of crucial importance.
- a displacement machine of the type mentioned is known from US 3,994,636.
- the displacer is provided with a groove on its end face; the seat is for a sealing strip lying therein.
- This sealing strip consists of an elastic, slidable material and is dimensioned such that it can be moved axially and slightly radially within the groove.
- the sealing strip is underlaid by a force-exerting spring element.
- the groove ensures perfect lateral guidance of the sealing strip inserted therein.
- the sealing strip is positioned in the longitudinal direction of the groove through the ends of the groove worked into the spiral walls. The positioning carried out in this way satisfies the loads which occur during operation on the sealing strips inserted in the housings.
- the sealing strip is sufficiently "caught".
- acceleration forces occur during operation of the spiral machine, which are caused by the circular movement of the displacer.
- These loads have a circular direction of action on the sealing strips; i.e. relative to the sealing strip, the inertial forces do not act on the sealing strip in one direction, but rather in the plane of the sealing strip groove. Accordingly, the reaction forces on the sealing strips also change their direction.
- the transverse component can be applied well through the side walls of the groove; the longitudinal component of the reaction forces moves the sealing strip back and forth in the groove, the ends of the groove forming the stop for the relative movement.
- reaction forces described increase, in particular the longitudinal guide of the sealing strips described and corresponding to the prior art no longer satisfies the reaction forces that occur.
- the constantly changing longitudinal component of the on the reaction force acting on the sealing strip leads to a back and forth movement of the sealing strip in the groove, which can result in increased wear of the sealing strip or the walls of the groove.
- the invention is therefore based on the object of designing the groove in the case of a rotary piston displacement machine of the type mentioned at the outset with regard to better longitudinal guidance of the sealing strip and a reduction in the signs of wear.
- the advantage of the invention consists on the one hand in the effectiveness of the new groove shape and on the other hand in the simplicity of its manufacture. This effectiveness is given by the fact that the sealing strip is originally manufactured as a straight component and, after being inserted, its elasticity means that it is held in the longitudinal direction of the sealing strip groove.
- sealing strip groove is formed with the meandering course only at the outlet end.
- the radial space requirement can be kept within limits.
- the disk-shaped displacer of the machine is designated by 1.
- Arranged on both sides of the pane 2 are two spirally extending strips which are offset by 180 ° to one another. It is the strips 3a, 3b, which are held vertically on the disc 2.
- the spirals themselves are formed from a plurality of circular arcs adjoining one another.
- the housing is composed of two halves 7a, 7b. 11a and 11b denote the two delivery spaces, each offset by 180 °, which are incorporated into the two housing halves to form the webs 45, 46 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 which are arranged at a constant distance from one another and which, like the displacement bodies of the disk 2 comprise a spiral of 360 °.
- the displacement bodies 3a, 3b engage, the curvature of which is dimensioned such that the strips engage the inner and outer cylinder walls of the housing on several, for example almost touch two places at a time.
- Seals 9 are inserted into corresponding grooves 30 on the free end faces of the strips 3a, 3b and the webs 45, 46. With them, the working rooms against the side walls of the housing respectively. sealed against the displacement disc.
- the drive and the guide of the displacer 1 are provided by the two eccentric arrangements 23, 24 and. 26, 27.
- the main shaft 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 to compensate for the inertial forces arising when the rotor is eccentrically driven.
- the guide shaft 27 is mounted 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 displacement 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 are displaced by the delivery chambers during the drive of the displacement disk in the direction of the outlet. The volumes of these working spaces decrease and the pressure of the working fluid is increased accordingly.
- the delivery spaces are sealed off from the housing halves by means of the sealing strips 9 mentioned. These are inserted in the grooves 30 provided on the end faces of the strips 3a, 3b and the webs 45, 46.
- the grooves, not shown in the webs 45, 46 of the delivery spaces run approximately parallel to the spiral walls.
- the groove strips 31 clearly guide the sealing strips in the radial direction.
- the guidance in the tangential direction is essentially only ensured by the ends 32 (as shown in FIG. 2) of the sealing strip grooves.
- the co-absorbing sealing strip groove 30 of the displacer is no longer carried out parallel to the walls of the spiral strips 3a, 3b, but in a meandering manner.
- the effect of the new measure consists in the tangential guidance resp. in damping the tangential movement of the sealing strips.
- the sealing strip groove is usually machined into the front of the displacement wall by a machining process.
- the displacer is turned past the milling tool, the milling tool only carries out the radial infeed movement necessary to generate the spiral shape.
- the sealing strip groove according to the invention is produced, the radial feed movement of the milling tool must also be superimposed on a radial back and forth movement, which is not a problem with the NC-controlled processing machines that are common today.
- sealing strips are also easy to insert into the sealing strip groove. Since their meandering course is only a relatively small greatest distance from the center line of the groove, the sealing strip can be easily inserted into the groove according to the invention.
- the meandering course of the sealing strip groove is limited in the case shown to the inner part of the spiral strip 3a, 3b, which extends in the conveying direction and extends over approximately 150 ° to 180 °.
- the meandering course of the sealing strip requires a larger radial space; the spiral wall of the displacer must be widened. A widening of the spiral walls of the displacer over its entire length results in a radial enlargement of the spiral machine, if one does not want to accept any reduction in the conveying capacity.
- the restriction of the meandering shape to the exit area of the spiral therefore has the consequence that the radial dimension of the spiral machine is not increased; the thickening of the spiral strips occurs only in the area with a meandering sealing strip groove, and is directed in the radial direction against the inside of the machine. Nevertheless, the safe operation of the sealing strip is guaranteed.
Description
Die Erfindung betrifft eine Verdrängermaschine für kompressible Medien mit wenigstens einem in einem feststehenden Gehäuse angeordneten spiralförmigen Förderraum und einem dem Förderraum zugeordneten spiralförmigen Verdrängerkörper; dabei sind die an einer Seitenwand des Förderraums angrenzenden Stirnflächen des Verdrängerkörpers mit einer Nut versehen, in der ein aus elastischem und gleitfähigen Material bestehender Dichtstreifen einliegt.The invention relates to a displacement machine for compressible media with at least one spiral-shaped delivery chamber arranged in a fixed housing and a spiral displacement body assigned to the delivery chamber; the end faces of the displacement body which adjoin a side wall of the delivery space are provided with a groove in which a sealing strip made of elastic and slidable material lies.
Verdrängermaschinen der Spiralbauart sind durch die DE-C-26 03 462 bekannt. Ein nach diesem Prinzip aufgebauter Verdichter zeichnet sich durch eine nahezu pulsationsfreie Förderung des bespielsweise aus Luft oder einem Luft-Kraftstoffgemisch 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. Hierbei verringert sich ihr Volumen zunehmend bei einer entsprechenden Erhöhung des Arbeitsmitteldruckes. Die Dichtung zwischen den Arbeitsräumen oberhalb und unterhalb des Verdrängers ist hierbei von massgebender Bedeutung.Displacement machines of the spiral type are known from DE-C-26 03 462. A compressor constructed according to this principle is characterized by an almost pulsation-free conveyance of the gaseous working medium, for example consisting of air or an air-fuel mixture, and could therefore also be used with advantage for charging purposes of internal combustion engines. During the operation of such a compressor, a plurality of approximately crescent-shaped working spaces are trapped along the displacement chamber between the spiral-shaped displacement body and the two peripheral walls of the displacement chamber, which work spaces move from the inlet through the displacement chamber to the outlet. Here, their volume decreases increasingly with a corresponding increase in the working fluid pressure. The seal between the working spaces above and below the displacer is of crucial importance.
Eine Verdrängermaschine der eingangs genannten Art ist bekannt aus der US 3,994,636. Um eine effektive radiale Abdichtung zwischen den Stirnflächen des Verdrängers und den Seitenwänden des Förderraumes zu erzielen, ist eine wirksame axiale Berührung zwischen den den beiden Elementen vorzunehmen. Hierzu wird der Verdränger an seiner Stirnseite mit einer Nut versehen, die Sitz ist für einen darin einliegenden Dichtstreifen. Dieser Dichtstreifen besteht aus einem elastischen, gleitfähigem Material und ist so bemessen, dass er innerhalb der Nut axial und geringfügig radial bewegbar ist. Der Dichtstreifen ist unterlegt von einem kraftausübenden Federelement.A displacement machine of the type mentioned is known from US 3,994,636. To provide an effective radial seal between the end faces of the displacer and the To achieve side walls of the delivery chamber, an effective axial contact must be made between the two elements. For this purpose, the displacer is provided with a groove on its end face; the seat is for a sealing strip lying therein. This sealing strip consists of an elastic, slidable material and is dimensioned such that it can be moved axially and slightly radially within the groove. The sealing strip is underlaid by a force-exerting spring element.
Die Nut bewirkt eine einwandfreie seitliche Führung des darin eingelegten Dichtstreifens. Die Positionierung des Dichtstreifens in Längsrichtung der Nut erfolgt durch die Enden der in den spiralförmigen Wänden eingearbeiteten Nut. Die so ausgeführte Positionierung genügt den im Betrieb auf die in den Gehäusen eingelegten Dichtstreifen auftretenden Belastungen. Der Dichtstreifen ist hinreichend "gefangen". Bei den im Verdränger in die stirnseitig an den spiralförmigen Leisten angebrachten Nuten eingelegten Dichtstreifen treten im Betrieb der Spiralmaschine Beschleunigungskräfte auf, die durch die kreisende Bewegung des Verdrängers hervorgerufen werden. Diese Belastungen haben eine kreisende Einwirkrichtung auf die Dichtstreifen; d.h. die Trägheitskräfte wirken relativ zum Dichtstreifen nicht in einer Richtung auf diesen ein, sondern in der Ebene der Dichtstreifennut kreisend. Dementsprechend verändern auch die Reaktionskräfte auf den Dichtstreifen ihre Richtung. Die Querkomponente kann gut durch die seitlichen Wände der Nut aufgebracht werden; durch die Längskomponente der Reaktionskräfte wird der Dichtstreifen in der Nut vor- und rückwärts bewegt, wobei die Enden der Nut den Anschlag für die Relativbewegung bilden.The groove ensures perfect lateral guidance of the sealing strip inserted therein. The sealing strip is positioned in the longitudinal direction of the groove through the ends of the groove worked into the spiral walls. The positioning carried out in this way satisfies the loads which occur during operation on the sealing strips inserted in the housings. The sealing strip is sufficiently "caught". In the case of the sealing strips inserted in the grooves in the end of the spiral strips, acceleration forces occur during operation of the spiral machine, which are caused by the circular movement of the displacer. These loads have a circular direction of action on the sealing strips; i.e. relative to the sealing strip, the inertial forces do not act on the sealing strip in one direction, but rather in the plane of the sealing strip groove. Accordingly, the reaction forces on the sealing strips also change their direction. The transverse component can be applied well through the side walls of the groove; the longitudinal component of the reaction forces moves the sealing strip back and forth in the groove, the ends of the groove forming the stop for the relative movement.
Bei höheren Betriebsdrehzahlen wachsen die beschriebenen Reaktionskräfte an, wobei insbesondere die beschriebene und dem Stand der Technik entsprechende Längsführung der Dichtstreifen nicht mehr den auftretenden Reaktionskräften genügt. Die ständig ihre Richtung wechselnde Längskomponente der auf die Dichtstreifen wirkenden Reaktionskraft führt zu einer Hin-und Herbewegung des Dichtstreifens in der Nut, was einen erhöhtem Verschleiss der Dichtstreifen oder der Wände der Nut zur Folge haben kann.At higher operating speeds, the reaction forces described increase, in particular the longitudinal guide of the sealing strips described and corresponding to the prior art no longer satisfies the reaction forces that occur. The constantly changing longitudinal component of the on the reaction force acting on the sealing strip leads to a back and forth movement of the sealing strip in the groove, which can result in increased wear of the sealing strip or the walls of the groove.
Bei einer Verdrängermaschine nach JP-A-02 009 975, veröffentlicht in Patent Abstracts of Japan, vol. 14, no 144 (M-951) 19. März 1990, ist der Dichtstreifen mit grossem radialen Spiel in die Nut eingelegt. Da der Dichtstreifen viel schmäler als die Nut ist, hat er aufgrund seiner Elastizität die Tendenz, bei der Montage des Verdrängers in das Gehäuse aus seiner Nut herauszuspringen. Um dies zu vermeiden, ist eine Knickstelle vorgesehen, die den Dichtstreifen in der Nut festklemmt. Dabei wird nur an einer einzigen Stelle der mehrere Windungen umfassenden Spirale die Nut in einer Richtung von der Mittellinie abgeknickt, um Klemmpunkte für den Dichtstreifen zu bilden. Während des Betriebes der Maschine hat diese Knickstelle indes keine Funktion, denn links und rechts vom Knickpunkt kann der Dichtstreifen in Umfangsrichtung wandern.In a displacement machine according to JP-A-02 009 975, published in Patent Abstracts of Japan, vol. 14, no 144 (M-951) March 19, 1990, the sealing strip is inserted into the groove with great radial play. Since the sealing strip is much narrower than the groove, its elasticity tends to jump out of its groove when the displacer is installed in the housing. To avoid this, a kink is provided that clamps the sealing strip in the groove. The groove is only bent in one direction from the center line at a single point in the spiral comprising several turns in order to form clamping points for the sealing strip. However, this kink has no function during the operation of the machine, because the sealing strip can move circumferentially to the left and right of the kink.
Bei einer Verdrängermaschine nach JP-A-01 187 389, veröffentlicht in Patent Abstracts of Japan, vol. 13, no 477 (M-885) 27. Oktober 1989 besteht der Dichtstreifen aus einer Mehrzahl von aneinandergereihten geraden Streifen. Bei dieser Lösung muss die Nut zur Aufnahme des Streifens entsprechend breit ausgebildet werden, was sich nachteilig auf die radialen Abmessungen des Verdrängers auswirkt.In a displacement machine according to JP-A-01 187 389, published in Patent Abstracts of Japan, vol. 13, no 477 (M-885) October 27, 1989 the sealing strip consists of a plurality of straight strips strung together. In this solution, the groove for receiving the strip must be made correspondingly wide, which has a disadvantageous effect on the radial dimensions of the displacer.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, bei einer Rotationskolben-Verdrängermaschine der eingangs genannten Art die Nut hinsichtlich einer besseren Längsführung des Dichtstreifens und einer Verringerung der Verschleisserscheinungen zu gestalten.The invention is therefore based on the object of designing the groove in the case of a rotary piston displacement machine of the type mentioned at the outset with regard to better longitudinal guidance of the sealing strip and a reduction in the signs of wear.
Erfindungsgemäss wird dies mit den kennzeichnenden Merkamalen des Patentanspruchs 1 erreicht.According to the invention, this is achieved with the characterizing features of patent claim 1.
Der Vorteil der Erfindung besteht einerseits in der Wirksamkeit der neuen Nutform und andererseits in der Einfachheit deren Herstellung. Diese Wirksamkeit ist dadurch gegeben, dass der Dichtstreifen ursprünglich als gerades Bauteil gefertigt ist und nach dem Einlegen durch seine Elastizität ein Festhalten in der Längsrichtung der Dichtstreifennut auftritt.The advantage of the invention consists on the one hand in the effectiveness of the new groove shape and on the other hand in the simplicity of its manufacture. This effectiveness is given by the fact that the sealing strip is originally manufactured as a straight component and, after being inserted, its elasticity means that it is held in the longitudinal direction of the sealing strip groove.
Es ist besonders zweckmässig, wenn die Dichstreifennut nur am austrittsseitigen Ende mit dem mäanderförmigen Verlauf ausgebildet ist. Hierdurch kann der radiale Platzbedarf in Grenzen gehalten werden.It is particularly expedient if the sealing strip groove is formed with the meandering course only at the outlet end. As a result, the radial space requirement can be kept within limits.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt.
Es zeigen:
- Fig. 1
- einen Längsschnitt durch eine Verdrängermaschine;
- Fig. 2
- eine Ansicht des Verdrängerkörpers der Verdrängermaschine;
- Fig. 3
- eine perspektivische Darstellung eines in eine Spiralwand/-leiste eingelegten Dichtstreifens.
Show it:
- Fig. 1
- a longitudinal section through a displacement machine;
- Fig. 2
- a view of the displacer of the displacement machine;
- Fig. 3
- a perspective view of a sealing strip inserted in a spiral wall / strip.
Zwecks Erläuterung der Funktionsweise des Verdichters, welche nicht Gegenstand der Erfindung ist, wird auf die DE-C3-2 603 462 verwiesen. Nachstehend wird nur der für das Verständnis notwendige Maschinenaufbau und Prozessablauf kurz beschrieben.For an explanation of the operation of the compressor, which is not the subject of the invention, reference is made to DE-C3-2 603 462. Below is just the one for understanding the necessary machine structure and process sequence are briefly described.
Mit 1 ist der scheibenförmige Verdränger der Maschine bezeichnet. An beiden Seiten der Scheibe 2 sind je zwei, um 180° zueinander versetzte, spiralförmig verlaufende Leisten angeordnet. Es handelt sich um die Leisten 3a, 3b, die senkrecht auf der Scheibe 2 gehalten sind. Die Spiralen selbst sind im gezeigten Beispiel aus mehreren, aneinander anschliessenden Kreisbögen gebildet.The disk-shaped displacer of the machine is designated by 1. Arranged on both sides of the
Mit 4 ist die Nabe bezeichnet, über welche die Scheibe 2 mit einem Wälzlager 22 auf einer Exzenterscheibe 23 sitzt Diese Scheibe ist ihrerseits Teil der Hauptwelle 24. 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 vorgesehen, damit das Medium von einer Scheibenseite zur andern gelangen kann, um in einem nur einseitig angeordneten zentralen Auslass 13 abgezogen zu werden.4 denotes the hub, via which the
Das Gehäuse ist aus zwei Hälften 7a, 7b zusammengesetzt. 11a und 11b bezeichnen die zwei jeweils um 180° gegeneinander versetzten Förderräume, die unter Bildung der Stege 45, 46 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 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 9 in entsprechenden Nuten 30 eingelegt. Mit ihnen werden die Arbeitsräume gegen die Seitenwände des Gehäuses resp. gegen die Verdrängerscheibe gedichtet.The housing is composed of two
Den Antrieb und die Führung des Verdrängers 1 besorgen die zwei Exzenteranordnungen 23, 24 resp. 26, 27. Die Hauptwelle ist in einem Wälzlager 17 und einem Gleitlager 18 gelagert. An ihrem aus der Gehäusehälfte 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 gelagert.The drive and the guide of the displacer 1 are provided by the two
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 Verdrängerscheibe und damit auch alle Punkte der beiden Leisten 3a,3b eine kreisförmige Verschiebebewegung ausführen. Infolge der mehrfachen abwechselden Annäherung 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 Verdrängerscheibe 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
Die Abdichtung der Förderräume gegen die Gehäusehälften erfolgt über die genannten Dichtstreifen 9. Diese sind in den an den Stirnseiten der Leisten 3a, 3b und der Stege 45, 46 angebrachten Nuten 30 eingelegt sind.The delivery spaces are sealed off from the housing halves by means of the sealing strips 9 mentioned. These are inserted in the
Die nicht näher dargestellten Nuten in den Stegen 45, 46 der Förderräume verlaufen etwa parallel zu den spiralförmigen Wandungen. Die Führung der Dichtstreifen in radialer Richtung ist durch die Nutwände 31 eindeutig gegeben. Die Führung in tangentialer Richtung ist im wesentlichen nur durch die Enden 32 (wie in Fig. 2 dargestellt) der Dichtstreifennuten gewährleistet.The grooves, not shown in the
Gemäss der Erfindung wird die mitorbitierende Dichtstreifennut 30 des Verdrängers nun nicht mehr parallel zu den Wandungen der spiralförmigen Leisten 3a, 3b ausgeführt, sondern mäanderartig. Die Wirkung der neuen Massnahme besteht in der tangentialen Führung resp. in einer Dämpfung der tangentialen Bewegung der Dichtstreifen.According to the invention, the co-absorbing
Die Dichtstreifennut wird in der Regel durch einen Zerspanungsvorgang in die Stirnseite der Verdrängerwand eingearbeitet. Hierbei wird der Verdränger am Fräswerkzeug vorbeigedreht, das Fräswerkzeug führt nur die zur Erzeugung der Spiralform notwendige radiale Zustellbewegung durch. Bei der Erzeugung der erfindungsgemässen Dichtstreifennut muss der radialen Zustellbewegung des Fräswerzeuges noch eine radiale Hin- und Herbewegung überlagert werden, was bei den heute üblichen NC-gesteuerten Bearbeitungsmaschinen kein Problem darstellt.The sealing strip groove is usually machined into the front of the displacement wall by a machining process. Here, the displacer is turned past the milling tool, the milling tool only carries out the radial infeed movement necessary to generate the spiral shape. When the sealing strip groove according to the invention is produced, the radial feed movement of the milling tool must also be superimposed on a radial back and forth movement, which is not a problem with the NC-controlled processing machines that are common today.
Auch das Einlegen der Dichtstreifen in die Dichtstreifennut ist problemlos. Da deren mäanderartiger Verlauf nur einen relativ geringen grössten Abstand von der Mittellinie der Nut aufweist, lässt sich der Dichtstreifen mühelos in die erfindungsgemässe Nut einlegen.It is also easy to insert the sealing strips into the sealing strip groove. Since their meandering course is only a relatively small greatest distance from the center line of the groove, the sealing strip can be easily inserted into the groove according to the invention.
Der mäanderartige Verlauf der Dichtstreifennut ist im dargestellten Fall auf den in der Förderrichtung gesehen inneren, sich über etwa 150° bis 180° erstreckenden Teil der spiralförmigen Leiste 3a, 3b beschränkt.The meandering course of the sealing strip groove is limited in the case shown to the inner part of the
Dem liegt folgende Überlegung zugrunde: Der mäanderartige Verlauf des Dichtstreifens bedingt einen grösseren radialen Platzbedarf; die spiralförmige Wand des Verdrängers muss verbreitert ausgeführt sein. Bei einer Verbreiterung der spiralförmigen Wände des Verdrängers auf ihrer ganzen Länge resultiert eine radiale Vergrösserung der Spiralmaschine, wenn man keine Abstriche an der Förderkapazität hinnehmen will.This is based on the following consideration: the meandering course of the sealing strip requires a larger radial space; the spiral wall of the displacer must be widened. A widening of the spiral walls of the displacer over its entire length results in a radial enlargement of the spiral machine, if one does not want to accept any reduction in the conveying capacity.
In Versuchen hat sich nun gezeigt, dass es angebracht ist, die neue Mäanderform der Dichtstreifennut nur in den Abschnitten der spiralförmigen Leisten des Verdrängers anzubringen, in denen die Dichtstreifennut bei einer dem Stand der Technik entsprechenden Ausführung am meisten gefährdet ist. Dies ist gegen das auslassseitige Ende der sichelförmigen Arbeitsräume der Fall. Denn dort wird das gasförmige Arbeitsmedium, wie eingangs beschrieben, gegen den Auslass hin verdichtet, wobei die Temperatur des Arbeitsmediums ansteigt und hiermit auch die Temperatur der die Arbeitsräume begrenzenden Wände ansteigt.Experiments have now shown that it is appropriate to apply the new meandering shape of the sealing strip groove only in the sections of the spiral strips of the displacer in which the sealing strip groove is most at risk in a state-of-the-art design. This is the case towards the outlet-side end of the crescent-shaped work rooms. Because there the gaseous working medium, as described in the introduction, is compressed towards the outlet, the temperature of the working medium rising and hereby also the temperature of the walls delimiting the working rooms.
Die Beschränkung der Mäanderform auf den Austrittsbereich der Spirale hat demnach zur Folge, dass die radiale Abmessung der Spiralmaschine nicht vergrössert wird; die Verdickung der spiralförmigen Leisten erfolgt nur in dem Bereich mit mäanderartiger Dichtstreifennut, und ist in radialer Richtung gegen das Maschineninnere gerichtet. Dennoch ist der sichere Betrieb des Dichtstreifens gewährleistet.The restriction of the meandering shape to the exit area of the spiral therefore has the consequence that the radial dimension of the spiral machine is not increased; the thickening of the spiral strips occurs only in the area with a meandering sealing strip groove, and is directed in the radial direction against the inside of the machine. Nevertheless, the safe operation of the sealing strip is guaranteed.
- 11
- VerdrängerDisplacer
- 22nd
- Scheibedisc
- 3a, 3b3a, 3b
- LeistenAfford
- 44th
- Nabehub
- 55
- Augeeye
- 66
- DurchtrittsfensterPassage window
- 7a, 7b7a, 7b
- GehäusehälfteHalf of the housing
- 99
- DichtstreifenSealing strips
- 11a, 11b11a, 11b
- FörderraumFunding area
- 12a, 12b12a, 12b
- Einlassinlet
- 1313
- AuslassOutlet
- 1616
- ZahnriemenantriebTiming belt drive
- 1717th
- Wälzlagerroller bearing
- 1818th
- Gleitlagerbearings
- 1919th
- KeilriemenscheibeV-belt pulley
- 2020th
- GegengewichteCounterweights
- 2222
- Wälzlagerroller bearing
- 2323
- ExzenterscheibeEccentric disc
- 2424th
- HauptwelleMain shaft
- 2525th
- FührungslagerGuide bearings
- 2626
- ExzenterbolzenEccentric bolt
- 2727
- FührungswelleGuide shaft
- 3030th
- DichtstreifennutSealing strip groove
- 3131
- NutwandGroove wall
- 3232
- Ende der DichtstreifennutEnd of the sealing strip groove
- 4545
- Steg des FörderraumesBridge of the funding room
- 4646
- Steg des FörderraumesBridge of the funding room
Claims (2)
- Displacement machine for compressible media, having at least one spiral-shaped delivery space (11a, 11b) disposed in a fixed housing (7a, 7b) and having a spiral-shaped displacement body (1-4) which is assigned to the delivery space and is held in such a way on a disc-shaped rotor (1), this being eccentrically drivable relative to the housing, that during running each of its points performs a circular motion limited by the peripheral walls of the delivery space and the curvature of which displacement body is dimensioned relative to that of the delivery space such that it virtually touches the inner and outer peripheral walls of the delivery space at, respectively, at least one sealing line, which advances continuously during running, those end faces of the displacement body lying adjacent to a side wall of the delivery space (11a, 11b) being provided with a groove (30) in which there is inserted a sealing strip (9) consisting of elastic and slidable material,
characterized- in that the groove (30) which receives the sealing strip (10) [sic] necessary for the sealing of the delivery space in the axial direction exhibits in part a steady course and in part a meandering course,- in that the spiral-shaped wall of the displacement body (1-4), in the region in which the groove (30) exhibits a meandering course, is provided with a wider end face than in the region in which the groove (30) exhibits a straight course,- and in that the elastic sealing strip (10) [sic] is produced, prior to insertion into the groove, as a straight, unbent structural part. - Displacement machine according to Claim 1, characterized in that the spiral-shaped displacement body of the machine delivers from a radially outer inlet (12a, 12b) to a radially inner outlet (13), and in that the meandering course of the sealing moulding groove (10) [sic] is limited to that radially inner, outlet-side part, viewed in the direction of delivery, of the displacement body (1-4) which extends over about 150°.
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-
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