EP0899423A1 - Spiralverdrängermaschine für kompressible Medien - Google Patents

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EP0899423A1
EP0899423A1 EP98115305A EP98115305A EP0899423A1 EP 0899423 A1 EP0899423 A1 EP 0899423A1 EP 98115305 A EP98115305 A EP 98115305A EP 98115305 A EP98115305 A EP 98115305A EP 0899423 A1 EP0899423 A1 EP 0899423A1
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EP
European Patent Office
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strips
displacement machine
disc
approximately
machine according
Prior art date
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EP98115305A
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English (en)
French (fr)
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EP0899423B1 (de
Inventor
Roland Kolb
Fritz Spinnler
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CRT Common Rail Technologies AG
Original Assignee
Schweizerische Industrie Gesellschaft
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Publication date
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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
    • F04C29/00—Component parts, details or accessories of pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C18/00 - F04C28/00
    • F04C29/0021—Systems for the equilibration of forces acting on the pump
    • F04C29/0035—Equalization of pressure pulses
    • 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
    • F01C1/0215—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
    • 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

Definitions

  • the present invention relates to a displacement machine for compressible media according to the preamble of the claim 1.
  • a generic displacement machine based on the spiral principle is known for example from DE-A-42 03 346.
  • Machines of this type are characterized by pulsations of relatively low amplitude promotion of for example from air or an air-fuel mixture existing gaseous working medium and can therefore also for charging internal combustion engines Advantage.
  • a positive displacement machine along spiral conveying spaces between also spirally formed, acting as a displacer Strips and the two cylinder walls of the delivery rooms due to different curvature of the spiral shape, about crescent-shaped work chambers included, which themselves from an inlet for the work equipment through the Move delivery rooms through to an outlet, whereby their volume is constantly decreasing and the pressure of the Working medium is increased accordingly.
  • each ledge has outer faces when viewed in the radial direction and inner sealing surfaces, which at the beginning on the inlet side of the strips start and at the outlet end the last end.
  • Each of the strips thus forms together with the corresponding cylinder wall of the assigned delivery chamber a working chamber every 180 ° angle of rotation of the drive.
  • CH Patent Specification No. 673 679 also shows in detail the way, as in displacement machines after the Spiral principle the working chambers by a circular movement the one attached to the disc of the displacer Last in cooperation with the spiral conveyor rooms arise in the housing.
  • Such work chambers will be both through the inside of the bar and through the Outside limited.
  • Typical of this arrangement is that from a spiral ledge as it progresses Rotary movement of the eccentric drive and guide shafts a new working chamber every 180 ° is formed, or the filling process of a working chamber is completed.
  • DE-A-41 33 429 discloses a possibility of symmetrical Disrupt sequence of suction and delivery cycles.
  • the solution shown therein assumes that the funding areas in the Housing and the spiral strips on the disc of the To shift the rotor polarly so that the Sequence of suction and delivery cycles no longer uniform is. Furthermore, the strips are on the pane the runner no longer mirror-symmetrical on both sides arranged the disc, but again angular with respect the axis of rotation of the eccentric drive shaft against each other postponed. This creates the desired irregularity the suction and delivery cycles of the machine elevated.
  • the displacement machine according to the invention has given Speed of the drive an increased periodicity of Suction and delivery cycles. Show any pulsations therefore only very small amplitudes.
  • the present invention leaves a completely symmetrical one Arrangement of the strips on the pane too what helps the pulsations as well as tilting moments on the Prevent or reduce displacers.
  • a displacer of a displacement machine which is arranged as a rotor in a housing 7 ''.
  • a disc 2 of the displacer 1 On both sides of a disc 2 of the displacer 1 are each two offset by at least approximately 180 ° to one another, spiral-shaped displacer arranged; it are strips 3, 3 'which are perpendicular to the Disk 2 are held.
  • the spirals themselves are shown in the Example of several, adjoining Arcs formed.
  • 4 denotes a hub, with which the disc 2 is mounted on a bearing 22 is.
  • the bearing 22 itself sits on an eccentric disk 23, which in turn is part of a drive shaft 24 is.
  • the eccentricity e (Fig. 2) of the eccentric 23 on the drive shaft 24 corresponds to that of the eccentric bolt 26 the guide shaft 27.
  • Are the outlet side of the strips 3, 3 ' 2 openings 6 are present in the disk, so that the working medium get from one side of the disc to the other can, for example, through a central outlet 13 to be led away, the one on the right in Fig. 1 shown housing part 7 'of the housing 7' 'is formed.
  • a pulley is designated, which is rotatably with the drive shaft 24 is connected.
  • the drive shaft 24 is in one by means of a bearing 58 1 on the left in FIG. 1 and by means of of a bearing 62 in the housing part 7 '. Through the pulley 19 becomes the displacer 1 via the drive shaft 24 driven. On the also mounted on the housing part 7 '' Guide shaft 27 is also fixed against rotation Toothed belt pulley 10 which by means of a toothed belt 16 for angularly accurate synchronous drive of the guide shaft 27 with the drive shaft 24 coupled to the toothed belt pulley 9 is. Through the drive designed in this way leads the displacer 1 a rotating, rotation-free in machine operation Sliding movement off. 40, 40 'are centrifugal weights, which are attached to the drive shaft 24. They serve to compensate for the displacer 1 during Machine operation acting on the eccentric 23 Centrifugal force.
  • FIG. 2 is the housing part shown on the left in Fig. 1 7 'of the two axially abutting housing parts 7, 7 'assembled, via mounting eyes 8 for receiving of screw connections 8 'interconnected housing 7 '' shown.
  • 11 and 11 ' respectively denote two Conveyor spaces offset by 180 °, which according to Art a spiral slot in each of the two housing parts 7, 7 'are incorporated. They always run on the radially outer circumference of the spiral in the housing 7 '' arranged inlet 12, 12 'to the centrally arranged, two delivery rooms 11, 11 'common outlet 13.
  • the displacer 1 is better known Design shown separately.
  • they are radial outer and radially inner sealing surfaces 30, 30 'or 31, 31 'forming sections of the strips 3, 3', which on the outer cylinder walls 14, 14 'and inner Cylinder walls 15, 15 'of the machined into the housing parts 7, 7' Funding rooms 11, 11 'for formation and displacement approach the working chambers, entered in bold.
  • the inlet side Beginning 32, 33 and the outlet end 34, 35 of the inner sealing surfaces 31, 31 'and outer sealing surfaces 30, 30 ' in the direction of movement of the medium and thus viewed in the circumferential direction, for example opposite.
  • the Crosspieces 17, 17 'towards beads protruding inwards 36, which are intended to begin with 32 of the concerned to cooperate with the outer sealing surface 30 or 30 '.
  • FIG. 5a shows the displacer 1 in a first position, in the outer spiral sealing surface 30 of the strip 3 a first working chamber 41, which is indicated by hatching is included.
  • the angle of rotation of the drive is next to the housing 7 '' based on the position of the center of rotation 59 of the drive shaft 24 and the center axis 61 of the eccentric disk 23 shown.
  • FIG. 5b shows the displacer 1 in a second position which is the drive with respect to that shown in Fig. 5a Position rotated clockwise by approximately 90 ° Has.
  • the working chamber 41 is in this position open on the outlet side and the inner spiral sealing surface 31 the bar 3 closes a second working chamber 42, the also hatched is a.
  • This Working chamber 42 has at least approximately the same Size as the working chamber 41.
  • FIGS. 5c and 5d show the outside Sealing surface 30 'or inner sealing surface 31' included Working chamber 43 and 44, the further rotation of the drive by about 90 ° angle of rotation be formed.
  • FIGS. 5a to 5d it can thus be seen that according to the invention on each side of the disc 2 of the rotor 1 at intervals of approximately 90 ° angle of rotation of the drive in each case a working chamber 41, 42, 43, 44 included becomes.
  • the strips 3, 3 ' are opposite the disc 2 of the Displacer 1 arranged symmetrically and the beginnings 32, 33 and ends 34, 35 of the sealing surfaces 30, 30 ', 31, 31' so that the machine operation per revolution of the The resulting working chambers are about the same size are.

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Abstract

Die Verdrängermaschine für kompressible Medien weist einen Verdränger (1) auf, der in einem feststehenden Gehäuse angeordnet ist. Im Maschinenbetrieb führt er eine kreisende, verdrehungsfreie Bewegung aus. An der Scheibe (2) sind spiralförmige Leisten (3, 3') senkrecht angeordnet. Die Leisten (3,3') weisen äussere Dichtflächen (30, 30') und innere Dichtflächen (31, 31') auf. Der Anfang (32) der äusseren Dichtflächen (30, 30') ist bezüglich dem Anfang (33) der inneren Dichtflächen (31, 31') in Umfangsrichtung gesehen versetzt. Entsprechendes gilt für das Ende (34, 35) der Dichtflächen. Die Leisten (3, 3') greifen in spiralartige Förderräume des Gehäuses ein und die Dichtflächen (30, 30', 31, 31') bilden im Maschinenbetrieb zusammen mit den Zylinderwänden der Förderräume Arbeitskammern in einem gleichmässigen Drehwinkelabstand des Antriebs. <IMAGE>

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verdrängermaschine für kompressible Medien gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine gattungsbildende Verdrängermaschine nach dem Spiralprinzip ist beispielsweise aus der DE-A-42 03 346 bekannt. Maschinen dieser Art zeichnen sich durch eine Pulsationen von relativ geringer Amplitude aufweisende Förderung des beispielsweise aus Luft oder einem Luft-Kraftstoff-Gemisch bestehenden gasförmigen Arbeitsmediums aus und können daher auch für Aufladezwecke von Brennkraftmaschinen mit Vorteil herangezogen werden. Während des Betriebes einer solchen als Verdichter arbeitenden Verdrängermaschine werden entlang spiralförmiger Förderräumen zwischen ebenfalls spiralförmig ausgebildeten, als Verdrängerkörper wirkenden Leisten und den beiden Zylinderwänden der Förderräume, infolge unterschiedlicher Krümmung der Spiralform mehrere, etwa sichelförmige Arbeitskammern eingeschlossen, die sich von einem Einlass für das Arbeitsmittel durch die Förderräume hindurch zu einem Auslass hin bewegen, wobei ihr Volumen ständig verringert und der Druck des Arbeitsmediums entsprechend erhöht wird. Die beiden jeweils an einer Seite einer exzentrisch angetriebenen Scheibe angeordneten Leisten sind relativ zueinander um etwa 180° versetzt und erstrecken sich über etwa 360°. Jede Leiste weist, in radialer Richtung gesehen, äussere und innere Dichtflächen auf, die beim einlassseitigen Anfang der Leisten beginnen und beim auslassseitigen Ende der Leisten enden. Jede der Leisten bildet somit zusammen mit der entsprechenden Zylinderwand des zugeordneten Förderraumes alle 180° Drehwinkel des Antriebs eine Arbeitskammer.
Auch die CH-Patentschrift Nr. 673 679 zeigt ausführlich die Art und Weise, wie bei Verdrängermaschinen nach dem Spiralprinzip die Arbeitskammern durch eine kreisende Bewegung der auf der Scheibe des Verdrängers angebrachten Leisten in Zusammenwirkung mit den spiralförmigen Förderräumen im Gehäuse entstehen. Solche Arbeitskammern werden sowohl durch die Innenseite der Leiste als auch durch die Aussenseite begrenzt. Typisch für diese Anordnung ist, dass von einer spiralförmigen Leiste bei der fortschreitenden Drehbewegung der exzentrischen Antriebs- und Führungswellen etwa alle 180° Drehwinkel eine neue Arbeitskammer gebildet wird, respektive der Füllvorgang einer Arbeitskammer abgeschlossen ist.
Bei den aus der DE-A-42 03 346 und der CH-Patentschrift Nr. 673 679 bekannten Verdrängermaschinen mit vier Förderräumen, wobei auf jeder Seite der Scheibe zwei um ca. 180° gegeneinander versetzte, spiralförmig vom betreffenden Einlass zum Auslass verlaufende, spiegelsymmetrisch angeordnete Förderräume vorhanden sind, schliesst im Maschinenbetrieb jeweils etwa alle 180° Drehwinkel der exzentrischen Antriebs- und Führungswellen ein Füllvorgang der Arbeitskammern ab. Analog zum Füllvorgang der Arbeitskammern verhält sich die Abfolge des Öffnens der Arbeitskammern zum zentralen Auslass hin. In den vier Förderräumen, wie sie beschrieben sind, werden durch die fortschreitende Bewegung der spiralförmigen Leisten, die auf der Scheibe des Läufers gehalten sind, pro volle Umdrehung der Wellen total acht Arbeitsräume gebildet, wovon jeweils vier synchron miteinander arbeiten. Dies führt zu einer niederfrequent pulsierenden Förderung des Arbeitsmediums. Die verbleibende Unregelmässigkeit sowohl des Ansaugvolumenstromes als auch des abgehenden Volumenstromes des Arbeitsmediums erzeugt ein Geräusch mit der Grundfrequenz der doppelten Drehzahl des Antriebs.
Weiter haben bei den bekannten Verdrängermaschinen die bezüglich einer Leiste innenliegenden und aussenliegenden Arbeitskammern unterschiedliche Volumen. Diese Ungleichheit der Arbeitskammern kann zu ungewollten Pulsationen in den Leitungen führen, die das Arbeitsmedium zu der Verdrängermaschine oder von dieser weg leiten.
Wenn Verdrängermaschinen dieser Art für die Aufladung von Brennkraftmaschinen herangezogen werden, kann dieses niederfrequente Geräusch im Maschinenbetrieb störend wirken. Die Dämpfung dieses Geräusches ist mit einem Mehraufwand sowohl auf der Ansaugseite als auch auf der Förderseite verbunden.
Die DE-A-41 33 429 offenbart eine Möglichkeit, die symmetrische Abfolge der Ansaug- und Förderzyklen zu stören. Die darin gezeigte Lösung geht davon aus, die Förderräume im Gehäuse und die spiralförmigen Leisten auf der Scheibe des Läufers untereinander polar so zu verschieben, dass die Abfolge der Ansaug- und Förderzyklen nicht mehr gleichmässig ist. Des weiteren sind die Leisten auf der Scheibe des Läufers nicht mehr spiegelsymmetrisch auf beiden Seiten der Scheibe angeordnet, sondern wiederum winklig bezüglich der Drehachse der exzentrischen Antriebswelle gegeneinander verschoben. Dadurch wird die gewollte Unregelmässigkeit der Ansaug- und Förderzyklen der Maschine weiter erhöht.
Dieser Lösung zur Glättung des Ansaug- und Fördervolumenstromes des Arbeitsmediums haftet jedoch der Nachteil der Asymmetrie der auf die Leisten wirkenden Reaktionskräfte des Arbeitsmediums an. Bei der symmetrischen Ausführung der Verdrängermaschinen nach DE-A-42 03 346 und CH-Patentschrift Nr. 673 679 wirken die Reaktionskräfte, die vom Fördermedium während des Maschinenbetriebes auf die Leisten wirken, symmetrisch und die resultierende Reaktionskraft liegt in der Ebene der Scheibe des Läufers. Dadurch entstehen keine Kräfte, die durch besondere Vorkehrungen abgestützt werden müssten. Bei asymmetrischer Anordnung hingegen, wie sie in der DE-A-41 33 429 offenbart ist, entstehen sehr wohl Kippkräfte, die sowohl durch die ungleiche Belastung, hervorgerufen durch die Reaktionskräfte des Arbeitsmediums, als auch durch die zufolge der asymmetrischen Anordnung der Leisten und dadurch ungleichmässigen Massenverteilung auf der Scheibe hervorgerufen werden. Die zweite Ursache, jene der asymmetrischen Massenverteilung, ist insbesondere bei hohen Drehzahlen schädlich, weil die Trägheits- oder Massenkräfte in solchen Betriebszuständen besonders hoch sind.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine gattungsgemässe Verdrängermaschine zu schaffen, bei deren Betrieb eine fast vollständige Glättung der Pulsationen resultiert.
Diese Aufgabe wird mit einer Verdrängermaschine gelöst, die die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist.
Die erfindungsgemässe Verdrängermaschine weist bei gegebener Drehzahl des Antriebs eine erhöhte Periodizität der Ansaug- und Förderzyklen auf. Allfällige Pulsationen weisen dadurch nur noch sehr kleine Amplituden auf.
Weiter lässt die vorliegende Erfindung eine völlig symmetrische Anordnung der Leisten auf der Scheibe zu, was ebenfalls hilft, die Pulsationen sowie Kippmomente auf den Verdränger zu verhindern oder zu vermindern.
Werden die aus der DE-A-42 03 346 und der CH-Patentschrift Nr. 673 679 bekannten Verdrängermaschinen erfindungsgemäss ausgebildet, arbeiten nicht mehr zwei Gruppen zu vier Arbeitskammern miteinander synchron, sondern vier Gruppen zu zwei Arbeitskammern. Es schliessen alle etwa 90° Drehwinkel des Antriebs jeweils zwei Arbeitskammern ihren Ansaugvorgang ab. Das analoge gilt für die Ausschiebevorgänge.
In der Zeichnung ist eine Verdrängermaschine mit einem Verdränger bekannter Bauart und ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen Verdrängermaschine dargestellt. Es zeigen rein schematisch:
Fig. 1
im Längsschnitt entlang der Linie I-I der Fig. 2 eine Verdrängermaschine;
Fig. 2
ein Gehäuseteil des entlang der Linie II-II der Fig. 1 aufgetrennten Gehäuses mit darin inliegendem Verdränger bekannter Bauart;
Fig. 3
in Ansicht einen Verdränger bekannter Bauart mit spiralförmigen Leisten;
Fig. 4
in Ansicht einen erfindungsgemässen Verdränger;
Fig. 5a
in Ansicht ein geöffnetes Gehäuse mit darin angeordnetem Verdränger einer erfindungsgemässen Verdrängermaschine zu einem ersten Zeitpunkt eines Arbeitszyklus, in welchem der Antrieb eine Nullgrad-Ausgangsstellung einnimmt;
Fig. 5b
in gleicher Darstellung wie Fig. 5a die dort gezeigte Verdrängermaschine zu einem zweiten Zeitpunkt des Arbeitszyklus, zu welchem der Antrieb um 90° im Uhrzeigersinn rotiert hat;
Fig. 5c
in gleicher Darstellung wie Fig. 5a die dort gezeigte Verdrängermaschine zu einem dritten Zeitpunkt des Arbeitszyklus, zu welchem der Antrieb um 180° im Uhrzeigersinn rotiert hat; und
Fig. 5d
in gleicher Darstellung wie Fig. 5a die dort gezeigte Verdrängermaschine zu einem vierten Zeitpunkt des Arbeitszyklus, zu welchem der Antrieb um 270° im Uhrzeigersinn rotiert hat.
Mit 1 ist ein Verdränger einer Verdrängermaschine bezeichnet, der als Läufer in einem Gehäuse 7'' angeordnet ist. An beiden Seiten einer Scheibe 2 des Verdrängers 1 sind je zwei um wenigstens annähernd 180° zueinander versetzte, spiralförmig verlaufende Verdrängerkörper angeordnet; es handelt sich dabei um Leisten 3, 3', die senkrecht auf der Scheibe 2 gehalten sind. Die Spiralen selbst sind im gezeigten Beispiel aus mehreren, aneinander anschliessenden Kreisbögen gebildet. Infolge des aus Fig. 1 ersichtlichen grossen Verhältnisses zwischen axialer Länge zur Wandstärke, ist das einlassseitige Ende der Leisten 3, 3' jeweils verstärkt ausgeführt. Mit 4 ist eine Nabe bezeichnet, mit welcher die Scheibe 2 auf einem Lager 22 aufgezogen ist. Das Lager 22 selbst sitzt auf einer Exzenterscheibe 23, die ihrerseits Teil einer Antriebswelle 24 ist. Mit 5 ist ein radial ausserhalb der Leisten 3, 3' angeordnetes Auge der Scheibe 2 bezeichnet, das ein Führungslager 25 aufnimmt, welches auf einem Exzenterbolzen 26 aufgezogen ist. Dieser ist seinerseits Teil einer ebenfalls am Gehäuse 7'' gelagerten Führungswelle 27. Die Exzentrizität e (Fig. 2) der Exzenterscheibe 23 auf der Antriebswelle 24 entspricht jener des Exzenterbolzens 26 auf der Führungswelle 27. Auslassseitig der Leisten 3, 3' sind in der Scheibe 2 Durchbrüche 6 vorhanden, damit das Arbeitsmedium von einer Scheibenseite zur anderen gelangen kann, beispielsweise um durch einen zentralen Auslass 13 weggeführt zu werden, der an einem in der Fig. 1 rechts gezeigten Gehäuseteil 7' des Gehäuses 7'' angeformt ist. Mit 19 ist eine Riemenscheibe bezeichnet, die drehfest mit der Antriebswelle 24 verbunden ist.
Die Antriebswelle 24 ist mittels eines Lagers 58 in einem in der Fig. 1 links gezeigten Gehäuseteil 7 und mittels eines Lagers 62 im Gehäuseteil 7' geführt. Durch die Riemenscheibe 19 wird der Verdränger 1 über die Antriebswelle 24 angetrieben. Auf der ebenfalls am Gehäuseteil 7'' gelagerten Führungswelle 27 sitzt drehfest ebenfalls eine Zahnriemenscheibe 10, die mittels eines Zahnriemens 16 zum winkelgenauen synchronen Antrieb der Führungswelle 27 mit der Antriebswelle 24 an die Zahnriemenscheibe 9 gekoppelt ist. Durch den in dieser Art ausgebildeten Antrieb führt der Verdränger 1 im Maschinenbetrieb eine kreisende, verdrehungsfreie Schiebebewegung aus. 40, 40' sind Fliehgewichte, welche auf der Antriebswelle 24 angebracht sind. Sie dienen dem Ausgleich der vom Verdränger 1 während des Maschinenbetriebs auf die Exzenterscheibe 23 wirkenden Fliehkraft.
In Fig. 2 ist der in Fig. 1 links dargestellte Gehäuseteil 7' des aus zwei axial aneinander anliegenden Gehäuseteilen 7, 7' zusammengesetzten, über Befestigungsaugen 8 zur Aufnahme von Verschraubungen 8' miteinander verbundenen Gehäuses 7'' gezeigt. 11 und 11' bezeichnen zwei jeweils um 180° gegeneinander versetzte Förderräume, die nach Art eines spiralförmigen Schlitzes in jedem der beiden Gehäuseteile 7, 7' eingearbeitet sind. Sie verlaufen von je einem am radial äusseren Umfang der Spirale im Gehäuse 7'' angeordneten Einlass 12, 12' zum zentral angeordneten, beiden Förderräumen 11, 11' gemeinsamen Auslass 13. Sie weisen im wesentlichen parallele, in gleichbleibendem Abstand zueinander angeordnete Zylinderwände 14, 14', 15, 15' auf, die im vorliegenden Fall, wie die Leisten 3, 3' auf der Scheibe 2, eine Spirale von ca. 360° umfassen. Zwischen den Zylinderwänden 14, 14' bzw. 15, 15' greifen die Leisten 3, 3' ein, deren Krümmung so bemessen ist, dass sie die radial äusseren und radial inneren Zylinderwände 14, 14' bzw. 15, 15' des Gehäuses 7'' in Betrieb an mehreren, beispielsweise an jeweils zwei Stellen nahezu berühren. Infolge der durch den Antrieb hervorgerufenen abwechselnden Annäherung der Leisten 3, 3' an die inneren Zylinderwände 15, 15' und äusseren Zylinderwände 14, 14' der zugeordneten Förderräume 11, 11' ergeben sich auf beiden Seiten der Leisten 3, 3' sichelförmige, das Arbeitsmedium einschliessende Arbeitskammern, die während des Antriebs des Verdrängers 1 durch die Förderräume 11, 11' in Richtung auf den Auslass 13 verschoben werden. Hierbei verringern sich die Volumina dieser Arbeitskammern und der Druck des Arbeitsmediums wird entsprechend erhöht.
Bezüglich der grundsätzlichen Arbeitsweise derartiger Verdrängermaschinen wird auch auf DE-C-26 03 462 verwiesen.
Aus Fig. 2 ist weiter erkennbar, dass im Bereich des Einlasses 12' ein Steg 17' mit der äusseren Zylinderwand 14' sich in einen Steg 18' mit auch der inneren Zylinderwand 15 fortsetzt. Die Massnahme trifft auch im Bereich des Einlasses 12 zu. Der Übergang erfolgt hier von einem Steg 17 zu einem Steg 18. An den freien Stirnseiten der Leisten 3, 3' und der Stege 17, 17', 18, 18' sind Dichtungen 21 in entsprechende Nuten eingelegt. Mit ihnen werden die Arbeitsräume gegen die Seitenwände 28, 28' des Gehäuses, respektive gegen die Verdrängerscheibe 2 gedichtet.
Zur weiteren Veranschaulichung der Arbeitsweise der Verdrängermaschine ist in Fig. 3 der Verdränger 1 bekannter Bauart separat dargestellt. In dieser Figur sind die radial äusseren und radial inneren Dichtflächen 30, 30' bzw. 31, 31' bildenden Abschnitte der Leisten 3, 3', welche sich an die äusseren Zylinderwände 14, 14' und inneren Zylinderwände 15, 15' der in die Gehäuseteile 7, 7' eingearbeiteten Förderräume 11, 11' zur Bildung und Verschiebung der Arbeitskammern annähern, fett eingetragen.
Bei dieser Ausbildung des Verdrängers 1, liegen der einlassseitige Anfang 32, 33 und das auslassseitige Ende 34, 35 der inneren Dichtflächen 31, 31' und äusseren Dichtflächen 30, 30', in Bewegungsrichtung des Fördermediums und somit in Umfangsrichtung betrachtet, etwa gegenüber.
Fig. 4 zeigt nun einen erfindungsgemäss ausgebildeten Verdränger 1, bei dem die - ebenfalls fett ausgezogenen - Dichtflächen 30, 31 und 30', 31' an den Leisten 3, 3' in Umfangsrichtung versetzt angeordnet sind. Der Anfang 32 der jeweils äusseren Dichtfläche 30, 30' ist gegenüber dem Anfang 33 der jeweils inneren Dichtfläche 31, 31' zum Aus-lass 13 hin deutlich verschoben. Das entsprechende gilt für die Enden 34, 35 der äusseren und inneren Dichtflächen 30, 30' bzw. 31, 31'.
Wie dies den Fig. 5a bis 5d entnehmbar ist, weisen die Stege 17, 17' in Richtung gegen innen vorstehende Wülste 36 auf, die dazu bestimmt sind, mit dem Anfang 32 der betreffenden äusseren Dichtfläche 30 bzw. 30' zusammenzuwirken. Die Stege 18, 18' sind auf ihrer äusseren Seite mit einer Vertiefung 37 versehen, die dazu bestimmt ist, mit dem Anfang 33 der jeweils inneren Dichtfläche 31, 31' zusammenzuwirken. Weiter weisen die Stege 18, 18' in Richtung gegen innen vorstehende Verdickungen 38 auf, die zum Zusammenwirken mit den Enden 34 der äusseren Dichtflächen 30, 30' bestimmt sind. Entsprechend weisen die Leisten 3, 3' beim Ende 35 der inneren Dichtflächen 31, 31' eine gegen innen vorstehende Verdickung 39 auf, die dazu bestimmt ist, mit dem diesseitigen Ende der Stege 18, 18' zusammenzuwirken.
Aus den Fig. 5a bis 5d geht die Wirkungsweise der erfindungsgemässen Verschiebung der Anfänge 32, 33 und Enden 34, 35 der Dichtflächen 30, 30', 31, 31' an den Leisten 3, 3' hervor. Der besseren Übersichtlichkeit halber ist der Verdränger 1 analog Fig. 2 im Gehäuseteil 7' innenliegend dargestellt.
Fig. 5a zeigt den Verdränger 1 in einer ersten Lage, in der die äussere Spiraldichtfläche 30 der Leiste 3 eine erste Arbeitskammer 41, die schraffiert gekennzeichnet ist, eingeschlossen hat. Die Drehwinkellage des Antriebs ist neben dem Gehäuse 7'' anhand der Lage des Rotationszentrums 59 der Antriebswelle 24 und der Zentrumsachse 61 der Exzenterscheibe 23 gezeigt.
Fig. 5b zeigt den Verdränger 1 in einer zweiten Lage, bei welcher der Antrieb bezüglich der in der Fig. 5a gezeigten Lage im Uhrzeigersinn um etwa 90° Drehwinkelabstand gedreht hat. In dieser Lage ist die Arbeitskammer 41 auslassseitig offen und die innere Spiraldichtfläche 31 der Leiste 3 schliesst eine zweite Arbeitskammer 42, die ebenfalls schraffiert gekennzeichnet ist ein. Diese Arbeitskammer 42 hat wenigstens annähernd die gleiche Grösse wie die Arbeitskammer 41.
Entsprechend zeigen die Fig. 5c und 5d von der äusseren Dichtfläche 30' bzw. inneren Dichtfläche 31' eingeschlossene Arbeitskammer 43 und 44, die bei weiterer Drehung des Antriebs um jeweils etwa 90° Drehwinkelabstand gebildet werden.
Aus den Fig. 5a bis 5d geht somit hervor, dass erfindungsgemäss auf jeder Seite der Scheibe 2 des Läufers 1 in Abständen von etwa 90° Drehwinkelabstand des Antriebs jeweils eine Arbeitskammer 41, 42, 43, 44 eingeschlossen wird. Die Leisten 3, 3' sind gegenüber der Scheibe 2 des Verdrängers 1 symmetrisch angeordnet und die Anfänge 32, 33 und Enden 34, 35 der Dichtflächen 30, 30', 31, 31' sind so gelegt, dass die im Maschinenbetrieb pro Umdrehung des Antriebs entstehenden Arbeitskammern etwa gleich gross sind.

Claims (6)

  1. Verdrängermaschine für kompressible Medien mit wenigstens zwei in einem Gehäuse (7'') angeordneten Förderräumen (11, 11'), welche spiralförmig von einem radial aussenliegenden Einlass (12, 12') zu einem radial innenliegenden Auslass (13) führen, und einem im Betrieb eine kreisende, verdrehungsfreie Bewegung ausführenden Verdränger (1) mit einer Scheibe (2) und an einer Seite der Scheibe (2) angeordneten spiralförmigen Leisten (3, 3'), die in radialer Richtung gesehen äussere und innere, mit äusseren und inneren Zylinderwänden (14, 14', 15, 15') der Förderräume (11, 11') zusammenwirkende Dichtflächen (30, 30', 31, 31') aufweisen, um im Betrieb vom Einlass (12, 12') zum Aus-lass (13) bewegte Arbeitskammern (41, 42, 43, 44) zu bilden, dadurch gekennzeichnet, dass die äusseren und inneren Dichtflächen (30, 30', 31, 31') der Leisten (3, 3'), in Umfangsrichtung gesehen, versetzt sind, um in einem gleichmässigen Drehwinkelabstand der Bewegung des Verdrängers (1) je eine Arbeitskammer (41, 42, 43, 44) zu bilden.
  2. Verdrängermaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die äusseren und inneren Dichtflächen (30, 30', 31, 31') einlassseitig Anfänge (32, 33) aufweisen, die derart auf den Leisten (3, 3') angeordnet sind, dass wenigstens annähernd im Drehwinkelabstand von 90° jeweils eine Arbeitskammer (41, 42, 43, 44) geschlossen wird.
  3. Verdrängermaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die äusseren und inneren Dichtflächen (30, 30', 31, 31') auslassseitig Enden (34, 35) aufweisen, die derart auf den Leisten (3, 3') angeordnet sind, dass wenigstens annähernd im Drehwinkelabstand von 90° jeweils eine Arbeitskammer (41, 42, 43, 44) geöffnet wird.
  4. Verdrängermaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass an einer Seite der Scheibe (2) zwei Leisten (3, 3') um 180° versetzt angeordnet sind und an jeder Leiste (3, 3') die äussere Dichtfläche (30, 30') relativ zur inneren Dichtfläche (31, 31') um wenigstens annähernd einem Drehwinkelabstand von 90° entsprechend, versetzt angeordnet ist.
  5. Verdrängermaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die einlassseitigen Anfänge (32, 33) und auslassseitige Enden (34, 35) der äusseren und inneren Dichtfläche (30, 30' ,31, 31') derart an den Leisten (3, 3') angeordnet sind, dass die Arbeitskammern (41, 42, 43, 44) beim Schliessen wenigstens annähernd gleich gross und beim Öffnen wenigstens annähernd gleich gross sind.
  6. Verdrängermaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass an beiden Seiten der Scheibe (2), zu dieser spiegelsymmetrisch, mit zugeordneten Förderräumen (11, 11') zusammenwirkende Leisten (3, 3') angeordnet sind.
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