WO2000073660A1

WO2000073660A1 - Drehschieberverdichter oder -vakuumpumpe

Info

Publication number: WO2000073660A1
Application number: PCT/EP2000/004787
Authority: WO
Inventors: Franz Hillingrathner
Original assignee: Lmf Leobersdorfer Maschinenfabrik Ag
Priority date: 1999-05-28
Filing date: 2000-05-25
Publication date: 2000-12-07
Also published as: DE19924645A1

Abstract

Ein Drehschieberverdichter (10) weist eine Ringwand (13) und ein Paar Seitenwände (15, 17) auf, die einen Verdichtungsraum (26) umschließen. Im Verdichtungsraum (26) erstreckt sich ein Rotor (14), dessen Rotorachse (24) in einer Betriebsstellung exzentrisch zu einer Ringwandachse (20) angeordnet ist. Die Ringwand (13) ist an mindestens einer ortsfesten Lauffläche (19) drehbar gelagert, deren Laufflächenachse (22) parallel und exzentrisch zur Ringwandachse (20) und exzentrisch zur Rotorachse (24) ist. Um eine möglichst konzentrische Lage von Rotor (14) und Ringwand (13) im Leerlaufzustand und zugleich ein präzises Positionieren des Rotors (14) relativ zur Ringwand (13) in der Betriebsstellung zu ermöglichen, ist die Ringwand (13) relativ zur Lauffläche (19) zwischen der Betriebsstellung und dem Leerlaufzustand um einen Winkel von mehr als 60° drehbar.

Description

Drehschieberverdichter oder -Vakuumpumpe

Die Erfindung betrifft einen Drehschieberverdichter oder eine Drehschiebervakuumpumpe (im folgenden nur als Drehschieberverdichter bezeichnet) mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Merkmalen.

Derartige Drehschieberverdichter dienen zum Verdichten bzw.

Absaugen von gasförmigen Medien. Dabei tritt das Medium in den Verdichtungsraum an einem breiten Spalt zwischen dem Rotor und der Ringwand ein, und wird durch die umlaufenden Rotorschieber in einen sich verengenden Bereich des Spaltes bewegt.^' Das Me- dium ist während dieser Bewegung zwischen jeweils zwei Rotor- schiebern und den Seitenwänden eingeschlossen und wird dadurch verdichtet. Vor der engsten Stelle des Spalts ist in der Ringwand eine Auslaßöffnung ausgebildet, die den Verdichtungsraum zu einer Auslaßleitung hin öffnet. Das verdichtete Medium wird durch diese Auslaßöffnung ausgeschoben, da es nicht durch die engste Stelle des Spalts strömen kann.

In Kraftfahrzeugen werden Drehschieberverdichter eingesetzt, die im Verbund mit anderen Aggregaten (Hydraulikpumpe, Wasser- pumpe, Lichtmaschine) angetrieben werden. Hierbei kann der

Drehschieberverdichter im allgemeinen nicht unabhängig von den anderen Aggregaten stillgesetzt werden und erbringt ständig eine Verdichtungs- und Förderleistung. Der Drehschieberverdichter erfordert also auch während einer Art "Leerlauf" An- triebsleistung und verschleißt dabei. Daher wird angestrebt, die für einen Antrieb des Drehschieberverdichters im "Leerlauf" erforderliche Verlustleistung und den Verschleiß zu verringern.

Aus der DE 22 49 591 B2 , die die Basis für den Oberbegriff des Anspruchs 1 bildet, ist eine fördermengenregelbare Rotationskolbenpumpe mit einem Pumpengehäuse einem darin gelagerten Rotor bekannt, der von einem Exzenterring umgeben ist. Um die Pumpenleistung zu verstellen, soll der Exzenterring durch nicht veranschaulichte Mittel von außen um einen Winkel von ca. 45° gedreht werden. Wie dies geschehen soll, bleibt allerdings offen.

Aus der US-2,685,842 ist eine Rotationskolbenpumpe für Fluid bekannt, bei der ein Teil des gepumpen Fluids zu einem Antrieb gefördert wird, der den Exzenterring verdreht und die Förderleistung verstellt. Die Zuleitungen zum Antrieb sind dabei derart ausgebildet, daß der Exzenterring ebenfalls um einen

Winkel von etwa 45° verdrehbar ist. Ein Verstellen der Fördermenge mittels eines fremdgesteuerten Antriebs ist hier nicht vorgesehen.

Aus US-2,649,739 und US-2,907,279 sind Rotationskolbenpumpen bekannt, bei denen ein um nur ca. 30° verdrehbarer Exzenterring zum Verstellen der Förderleistung verwendet wird.

Aus der JP 63-140881 (A) und der US-3,506,380 sind Kompresso- ren bekannt, bei denen ein Rotor von einem Innengehäuse umgeben ist, das von einem Außengehäuse umgeben ist. Um die Förderleistung des Kompressors zu ändern, wird das Innengehäuse relativ zum Rotor radial verschoben. Der Antrieb zum Verschieben des Innengehäuses ist ortsfest am Außengehäuse angebracht, wobei zwischen Außen- und Innengehause abgedichtete Durchführungen erforderlich sind.

Aus der US-5,051,070 ist ein Drehschieberverdichter für die Kompression eines Kühlgases in einem Kraftfahrzeug bekannt. Diese Druckschrift schlägt vor, während des Leerlaufs das verdichtete Kühlgas durch einen Bypass zu fördern. Dabei wird das Kühlgas komprimiert, so daß ständig Antriebsleistung erforderlich ist. Ferner erhitzt sich das Kühlgas durch das fortlaufende Fördern durch den Bypass. Da der Drehschieberverdichter ständig fördert, unterliegt er auch im Leerlauf einem Verschleiß. Aus der WO 88/02438 ist eine Rotormaschine bekannt, die als Verbrennungsmotor, Fluidmotor, Fluidpumpe oder Kompressor verwendbar ist. Um die Förderleistung der Pumpe zu verändern, ist der Rotor relativ zu seinem Gehäuse quer zu seiner Drehachse durch exzentrische Lager im Gehäuse bewegbar. Dabei wird die Rotorachse zu der den Rotor antreibenden Achse versetzt. Dieser Achsversatz muß aufwendig ausgeglichen werden, damit der gleichmäßige Antrieb des Rotors gewährleistet ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in all den Fällen, in denen ein zeitweiliges Stillsetzen des Drehschieberverdich- ters nicht möglich oder zu aufwendig ist, einen energiesparenden und verschleißmindernden Leerlauf des Drehschieberverdich- ters zu ermöglichen, wobei der Rotor in der Betriebsstellung genau zur Ringwand positioniert sein soll.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß durch einen Drehschieberverdichter mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Gemäß den Druckschriften DE 22 49 591 B2 , US-2 , 685 , 842 , US- 2,649,739 und US-2, 907, 279 werden im Stand der Technik bisher kurze Drehbewegungen verwendet, um eine exzentrische Ringwand relativ zu einer ortsfesten Lagerung bzw. einem Rotor zwischen einem Leerlaufzustand und einer Betriebsstellung zu verstel- len. Durch diese kurze Drehbewegung muß aber ein großer Versatz zwischen Ringwand und Rotor geschaffen werden, um einerseits zu einer möglichst konzentrischen Lage von Ringwand und Rotor zu gelangen und einen verschleißarmen Leerlaufzustand zu erhalten. Andererseits muß der Rotor in der Betriebsstellung sehr präzise zur Ringwand positioniert sein.

Aufgrund der Anordnung von Ein- und Auslaßleitungen und den bisher bekannten Antrieben, erscheint nur eine Verdrehung der Ringwand um einen Winkel von ca. 45° möglich zu sein.

Die Erfindung überwindet dieses Vorurteil und schlägt vor, mindesten eine Drehbewegung von 60° vorzusehen. Bei einer derart großen Drehbewegung müssen die Achsen von Rotor, Ringwand und Lauffläche weniger weit voneinander entfernt sein, so daß das Verstellen der Ringwand relativ zum Rotor zwar einen längeren Stellweg erfordert, dafür aber präziser erfolgt. Pro Winkelgrad der Verstellung ändert sich der Abstand zwischen Rotor und Ringwand erfindungsgemäß weniger als bei Pumpen des Standes der Technik. Fertigungs- und Montagetoleranzen können über den längeren Verstellweg leichter berücksichtigt und ausgeglichen werden, indem beispielsweise Endanschläge um nur wenige Grad versetzt werden.

Der erfindungsgemäße Drehschieberverdichter hat ferner den Vorteil, daß die genannten Achsen näher zusammenliegen und der gesamte Verdichter ein kleineres Bauvolumen aufweist, als Verdichter des Standes der Technik.

Bei einer erfindungsgemäßen Weiterbildung ist die Ringwand relativ zur Lauffläche um einen Winkel von mehr als 90°, bevorzugt um mindestens 180° drehbar. Mit derart großen Verstellbewegungen ist eine besonders präzise Anordnung der Ringwand re- lativ zum Rotor in der Betriebsstellung möglich.

Vorteilhaft ist die mindestens eine Lauffläche von einer Buchse gebildet, in welcher der Rotor drehbar gelagert ist. Die Ringwand ist dabei mit den Seitenwänden zu einem Gehäuse ver- bunden, das auf der Buchse drehbar gelagert ist. Damit ist eine kompakte Bauweise geschaffen, bei der das Gehäuse am Umfang und an den Seitenflächen von außen zum Verstellen insgesamt zugänglich ist.

Alternativ ist die mindestens eine Lauffläche von einer Seitenwand gebildet und die Ringwand unmittelbar an dieser radial und/oder axial gelagert. Die Ringwand ist auch bei dieser Gestaltung von außen zum Verstellen gut zugänglich. Es kann zwar weiterhin ein Außengehäuse vorgesehen sein, dieses kann aber speziell zum Haltern eines Antriebs für die Ringwand ausgebildet sein. Besonders vorteilhaft ist die Laufflächenachse in der Betriebsstellung in der Mittelebene zwischen der Rotorachse und der Ringwandachse angeordnet. Bei minimaler Baugröße des Verdichters ist dadurch ein maximales Verstellen der Ringwandach- se relativ zur Rotorachse möglich. Ist die Laufflächenachse im Zentrum zwischen Rotor- und Ringwandachse angeordnet, so liegen die Rotor- und die Ringwandachse im Leerlaufzustand in konzentrischer Lage, so daß sich der Rotor und die in ihm geführten RotorSchieber um dieselbe Achse drehen bzw. umlaufen. Es findet dann zwischen ihnen keine Relativbewegung statt. Die Rotorschieber und der Rotor verschleißen daher nicht im Bereich der Führungen der Rotorschieber.

Eine vorteilhafte Weiterbildung sieht vor, die Ringwand zwi- sehen der Betriebsstellung und dem Leerlaufzustand um jeweils 180° fortlaufend zu drehen. Aufgrund der Reibung zwischen den Rotorschiebern und der Ringwand dreht sich die Ringwand selbsttätig und abwechselnd aus der Betriebsstellung in den Leerlaufzustand bzw. aus dem Leerlaufzustand in die Betriebs- Stellung. Erfindungsgemäß ist die Ringwand dabei in der Betriebsstellung und im Leerlaufzustand relativ zur Lauffläche verriegelt und zum Umschalten entriegelbar. Dazu ist beispielsweise nur ein abdichtender, einen Teil der Auslaßleitung beherbergender Verriegelungsbolzen erforderlich.

Bei einer weiteren erfindungsgemäßen Verstellmechanik, ist die Ringwand zwischen der Betriebsstellung und dem Leerlaufzustand um jeweils 180° reversibel drehbar. Der Rotor ist so besonders präzise im Gehäuse verstellbar.

Vorteilhaft ist die Ringwand dabei durch einen selbsthemmenden Schneckenantrieb drehbar. Die Ringwand kann so stufenlos auch in Zwischenstellungen des Gesamtstellweges gebracht werden. Der Antrieb der Schnecke kann in einfacher Weise durch einen Elektromotor erfolgen.

Als vorteilhafte Alternative sieht die Erfindung vor, daß die Ringwand durch einen Drehflügelmotor drehbar ist. Im Gegensatz zu dem in US-2, 685, 842 beschriebenen Drehflügel, kann der erfindungsgemäße Drehflügelmotor auch fremdgesteuert sein.

Der Drehflügelmotor kann aber auch vom Druck des Drehschieber- verdichters gesteuert werden, indem Ein- und Auslaßleitungen vorhanden sind, die derart vom Verdichtungsraum nach außen geführt sind, daß die Ringwand mittels des Drehflügelmotors um einen Winkel von mehr als 90°, bevorzugt um einen Winkel von mindestens 180° drehbar ist.

Die Ausgestaltungen können so weitergebildet sein, daß die Ringwand im Querschnitt von der Kreisform abweicht und aus verschiedenen Kreissegmenten mit unterschiedlichen Radien gebildet ist. Die unterschiedlichen Radien ermöglichen es, im Verdichtungsraum auf der Ansaugseite eine Ansaugstrecke und auf der Druckseite eine Verdichtungsstrecke gezielt festzulegen. Zwischen Verdichtungsstrecke und Ansaugstrecke kann eine Abdichtstrecke festgelegt werden.

Mit einem ersten Radius kann ein Halbkreis gebildet sein, durch dessen Mittelpunkt die Ringwandachse verläuft. Die Verdichtungsstrecke ist dadurch verlängert und dabei die Sichelhöhe des Verdichtungsraums an einer Auslaßsteuerkante vergrößert.

Ferner kann in Drehrichtung unmittelbar hinter einer Auslaßöffnung ein Kreissegment mit einem zweiten Radius angeordnet sein, der nahezu gleich dem Radius des Rotors ist. Auf diese Weise ist eine verlängerte Abdichtstrecke zwischen der Druck- und der Ansaugseite an der engsten Stelle zwischen Rotor und Ringwand geschaffen, die besser abdichtet. Das Kreissegment überspannt vorteilhaft einen Winkel von ca. 30°.

Eine derartige, im Querschnitt nicht kreisrunde Ringwand kann auch bei Drehschieberverdichtern mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Merkmalen verwendet werden. Bevorzugte Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen Dreh- schieberverdichters werden im folgenden anhand der beigefügten, schematischen Figuren näher erläutert. Es zeigt:

Fig.l eine erste Ausführungεform eines erfindungsgemäßen

Drehschieberverdichters in einem in Fig. 2 mit I-I bezeichneten Querschnitt, Fig.2 den in Fig.l mit II-II bezeichneten Längsschnitt, Fig.3 eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Drehschieberverdichters in einem in Fig.4 mit III-III bezeichneten Querschnitt, Fig.4 den in Fig.3 mit IV-IV bezeichneten Längsschnitt, Fig.5 eine dritte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen

Drehschieberverdichters im in Fig.7 mit V-V bezeichne- ten Querschnitt,

Fig.6 den in Fig. 7 mit VI-VI bezeichneten Querschnitt, Fig.7 den in Fig. 5 mit VII-VII bezeichneten Längsschnitt, Fig.8 eine vierte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Drehschieberverdichters im in Fig.9 mit IIX-IIX be- zeichneten Querschnitt, und

Fig.9 den in Fig.8 mit IX-IX bezeichneten Längsschnitt.

Die Fig.l bis 9 zeigen einen Drehschieberverdichter oder eine Drehschiebervakuumpumpe 10 mit einem Gehäuse 12 , das mit einer Ringwand 13 einen kreiszylinderförmigen Rotor 14 umgibt. Der Rotor 14 weist eine Rotorwelle 16 auf, die mit ihren beiden Endbereichen das Gehäuse 12 durchsetzt. Die Rotorwelle 16 ist drehbar gelagert und hat eine Rotorachse 24. Die Ringwand 13 weist eine Ringwandachse 20 auf und bildet zusammen mit zwei Seitenwänden 15 und 17 einen Verdichtungsraum 26.

Der Drehschieberverdichter 10 ist in der Betriebsstellung dargestellt. In dieser Betriebsstellung erstrecken sich die Ringwandachse 20 und die Rotorachse 24 parallel zueinander und sind dabei derart voneinander beabstandet, daß der Rotor 14 im in den Figuren unteren Bereich an der Ringwand 13 des Verdich- tungsraums 26 nahezu anliegt und im oberen Bereich zwischen dem Rotor 14 und der Ringwand 13 ein Spalt gebildet ist. Der Verdichtungsraum 26 verengt sich zu beiden Seiten des Rotors 14 im Querschnitt sichelförmig nach unten.

Im Rotor 14 sind jeweils schräg zu dessen Radius Rotorschieber 28 verschiebbar geführt. Die Rotorschieber 28 sind derart gestaltet, daß sie beim Betrieb des Rotors 14 aufgrund ihrer Fliehkraft an der Ringwand 13 anliegen und abdichten. Mittels der im Betrieb anliegenden Rotorschieber 28 wird der Verdichtungsraum 26 in Kammern unterteilt.

Im Betrieb des Drehschieberverdichters strömt durch eine Einlaßöffnung 27 (die in den Fig. 1, 2, 5 und 7 mit einem Filterflies versehen ist) gasförmiges Medium in die Kammern ein. Der Rotor 14 dreht in Richtung des Pfeils x, schließt das Medium in den Kammern zwischen je zwei Rotorschiebern 28 ein und bewegt es in den sich verengenden Spalt des Verdichtungsraums 26. Das Medium wird dabei verdichtet. Im verengten Bereich des Spalts strömt das stark verdichtete Medium durch eine Auslaßöffnung 29, einen Auslaßkanal 30 und eine Auslaßleitung 32 aus .

In den Figuren sind Ausführungsformen dargestellt, bei denen die Ringwandachse 20 in eine konzentrische Stellung zur Rotorachse 24 gebracht werden kann. Hierzu sind Verstellmechanis- men vorgesehen, um die Ringwand 13 aus der Betriebsstellung in einen Leerlaufzustand zu versetzen.

Bei den Ausführungsbeispielen der Fig. 1 bis 7 umfassen die Verstellmechanismen zwei Buchsen 18, die mit Stützen 34 an ei- nem (in den Fig. 1, 2, 5, 6 und 7 zweigeteilten) Sockel 36 befestigt sind. Die Rotorwelle 16 ist mit Nadellagern 37^" in Bohrungen der Buchsen 18 drehbar gelagert. Das Gehäuse 12 ist an den Außenumfängen der Buchsen 18 auf Laufflächen 19 mit Nadellagern 39 drehbar gelagert. Die Buchsen 18 weisen als Achse dieser Lauffläche 19 eine Laufflächenachse oder Buchsenachse 22 auf, die sich exzentrisch und parallel zur Rotorachse 24 erstreckt. Zugleich erstreckt sich die Buchsenachse 22 exzentrisch und parallel zur Ringwandachse 20. In Fig. 1 und 2 ist eine erste Ausführungsform eines Dreh- schieberverdichters dargestellt. Der Verstellmechanismus weist hierbei ferner einen Schneckenantrieb 38 auf, der am Sockel 36 angeordnet ist und einen Elektromotor 39 sowie eine dadurch angetriebene Schnecke 41 umfaßt. Die Schnecke 41 greift tan- gential in eine Verzahnung 40, die am äußeren Umfang des Gehäuses 12 ausgebildet ist. Mittels des Schneckenantriebs 38 sind das Gehäuse 12 und die Ringwand 13 um die Buchsenachse 22 drehbar .

Da die Ringwandachse 20 zur Buchsenachse 22 exzentrisch ist, bewegt sich bei einer Drehung der Ringwand 13 die Ringwandachse 20 in Richtung einer konzentrischen Stellung zur Rotorachse 24. Der im Querschnitt sichelförmige Verdichtungsraum 26 wird dadurch zu einem Ringraum, dessen Wandstärke, bei Drehung des Gehäuses 12 um 180°, gleich dick ist. Die Ringwand 13 befindet sich dann im optimalen Leerlaufzustand, wobei der Rotor 14 das in den Kammern eingeschlossene Medium nicht verdichtet und fördert, sondern nur drucklos umwälzt. Der Drehschieberverdichter erfordert nur die Antriebsleistung zum Überwinden der Reibung zwischen den Rotorschiebern 28 und der Ringwand 13. Zwischen den Rotorschiebern 28 und den Führungsschlitzen des Rotors 14 gibt es keine Relativbewegung und daher keine Rei- bung .

Um eine Förderung des Mediums in die Auslaßleitung zu verhindern, genügt es den engsten Spalt zwischen der Ringwand 13 und dem Rotor 14 (0,02 bis 0,05mm) um einige Zentel Millimeter zu vergrößern. Hierzu muß die Ringwand 13 nur um einen wesentlich kleineren Winkelbetrag als 180° gedreht werden. Es wird dann aber verdichtetes Medium auf die Ansaugseite gefördert und dorthin ausgeblasen, somit wird Antriebsleistung verbraucht und Uneffizienz erzeugt.

Am äußeren Umfang des Gehäuses 12 ist ein Auslaßring 42 vorgesehen, der das Gehäuse 12 umgibt, mittels zweier Dichtungen 43 zu diesem abgedichtet und an dem Sockel angeformt ist. Der Auslaßring 42 bildet einen ringförmigen Raum 45, in den der Auslaßkanal 30 des Gehäuses 12 und die Auslaßleitung 32 des Sockels 36 münden. Der Auslaßring 42 verbindet damit sowohl in der Betriebsstellung als auch im Leerlaufzustand und in jeder beliebigen Zwischenstellung die Auslaßleitung 32 mit dem Auslaßkanal 30 des Gehäuses 12.

In den Fig.3 und 4 ist eine zweite Ausführungsform eines Dreh- schieberverdichters 10 dargestellt, bei dem die Buchsen 18 ebenfalls einstückig mit den Seitenwänden 15 und 17 verbunden sind. Die Buchsen 18 können alternativ als von den Seitenwänden zunächst getrennte und in diese eingesetzte Bauteile ausgebildet sein. Zum Verstellen zwischen der Betriebsstellung und dem Leerlaufzustand ist neben den Buchsen 18 ein Verriege- lungsmechanismus mit einen Bolzen 44 vorgesehen. Der Bolzen 44 greift in eine erste Ausnehmung 46, die konisch und nach außen offen am Umfang des Gehäuses 12 angeordnet ist. Der Bolzen 44 ist durch eine Feder 50 vorgespannt. Die Auslaßleitung 32 erstreckt sich durch den Bolzen 44. Zwischen der Ausnehmung 46 und dem Bolzen 44 ist eine Dichtung 48 angeordnet, die zwischen dem Auslaßkanal 30 und der Auslaßleitung 32 abdichtet. Gegenüber der Ausnehmung 46 ist am Umfang des Gehäuses eine zweite, zur Ausnehmung 46 gleichartige Ausnehmung 52 ausgebildet. Innerhalb des Bolzens 44 ist ein Rückschlagventil 54 an- geordnet, welches die Auslaßleitung 32 als Auslaßventil zeitweise verschließt. Damit ist der verfügbare Bauraum optimal ausgenützt.

Um das Gehäuses 12 aus der Betriebsstellung in den Leerlaufzu- stand zu versetzen, wird der Bolzen 44 entgegen der Feder 50 aus der Ausnehmung 46 kurzzeitig herausgezogen. Dies kann pneumatisch, hydraulisch oder elektromagnetisch erfolgen. Das Gehäuse 12 ist dann um die Buchsen 18 frei drehbar. Es wird infolge der Reibung zwischen den Rotorschiebern 28 und der Ringwand 13 durch den Rotor 14 mitgenommen. Dabei dreht es sich bezogen auf Fig.3 entgegen dem Uhrzeigersinn, während der Bolzen 44 durch Federkraft am Umfang des Gehäuses 12 anliegt und an ihm entlanggleitet. Nach Drehen des Gehäuses 12 um 180° rastet der Bolzen 44 in die zweite Ausnehmung 52 ein. In dieser Stellung befindet sich das Gehäuse 12 und die Ringwand 13 im Leerlaufzustand und ver- bleibt dort, bis der Bolzen 44 erneut zurückgezogen wird.

Der Bolzen 44 kann zusammen mit Stellgliedern derart ausgebildet sein, daß er selbsttätig zurückgezogen wird, wenn eine minimale oder eine maximale Druckschwelle erreicht ist. Auf die- se Weise kann die Förderleistung des Drehschieberverdichters selbsttätig gesteuert werden.

In den Fig. 5, 6 und 7 ist eine dritte Ausführungsform eines Drehschieberverdichters dargestellt. Das Gehäuse 12 ist teil- weise von einem Außengehäuse 52 umgeben, in dem die Stützen 34 integriert sind. An der Außenseite der Seitenwand 17 ist ein Drehflügelmotor 56 angeordnet, der insbesondere in Fig. 6 dargestellt ist. Der Drehflügelmotor 56 umfaßt einen Drehflügel 58, der mit dem Gehäuse 12 verbunden und in einem Segment ei- nes Ringkanals 60 180° reversibel drehbar ist. Der Drehflügel

58 weist am Umfang und an den Stirnseiten Labyrinthdichtungen

59 auf und stützt sich in seinen Endlagen an Dämpferscheiben 61 ab. Der Ringkanal 60 ist durch eine Dichtung 54 am Umfang der Seitenwand 17 zwischen dem Gehäuse 12 und dem Außengehäuse 52 abgedichtet.

Die Auslaßöffnung 29 führt bei dieser Ausführung in einen Auslaßkanal 30 der durch die Seitenwand 15 des Gehäuses 12 geführt ist. Dort ist eine flexible Auslaßleitung 32 mittels ei- ner Drehverbindung 64 (Schwenkverschraubung) angeschlossen, die es ihr ermöglicht der 180° -Drehung des Gehäuses 12 knickfrei zu folgen.

Wenn keine Druckluft am Drehflügel 58 wirkt, wird dieser in- folge der Reibung der Rotorschieber 28 oder durch eine Feder (nicht dargestellt) in die in Fig.6 dargestellte Stellung gedrängt. Das Gehäuse 12 und die Ringwand 13 sind dann in der Betriebsstellung. Im Falle des Leerlaufzustandes beim Abstel- len des Motors wird nach kurzer Zeit automatisch der Drehschieberverdichter in die Betriebsstellung gestellt und somit in jedem Falle ein Wiederauffüllen des Druckluftbehälters gewährleistet. Damit wird bei einem leeren Druckluftbehälter, beispielsweise nach einer langen Stillstandsphase eines LKWs, der Drehschieberverdichter aus der Betriebsstellung heraus angefahren.

Steht Druckluft am Drehflügel 58 an, so vollführt dieser aus der Betriebsstellung eine Drehung um 180° und bewegt das Gehäuse 12 und die Ringwand 13 in den Leerlaufzustand.

In den Fig. 8 und 9 ist eine vierte Ausführungsform eines Drehschieberverdichters 10 dargestellt. Die Rotorwelle 16, ist in Nadellagern 37 in einem Außengehäuse 70 drehbar gelagert, das von den Seitenwänden 15 und 17 und einem dazwischen angeordneten Gehäusering 68 gebildet ist. Das Außengehäuse 70 ist somit ein Teil des Gehäuses 12.

An der Innenseite des Gehäuserings 68 ist die Ringwand 13 angeordnet, und mit ihren axialen Endbereichen jeweils an den Seitenwänden 15 und 17 an Laufflächen 19 radial und axial drehbar gelagert, deren Laufflächenachse 22 in der dargestellten Betriebsstellung exzentrisch und parallel zur Rotorachse 24 und zur Ringwandachse 20 ist.

Ähnlich wie beim Ausführungsbeispiel der Fig. 5 bis 7 ist die Ringwand 13 dieses Ausführungsbeispiels mit einem Drehflügel 58 versehen, der von der Ringwand 13 radial absteht und in ei- nen zwischen Ringwand 13 und Gehäusering 68 ausgebildeten

Ringkanal 60 ragt. Der Drehflügel 58 erstreckt sich im wesentlichen über die gesamte axiale Breite des Gehäuserings 68 und ist über einen Winkelbereich von 180° reversibel schwenkbar. In den Ringkanal 60 führt eine Leitung 62, mittels der Druck- luft zugeführt werden kann, so daß sich der Drehflügel 58 dreht und die Ringwand 13 in Richtung des Lehrlaufzustandes verstellt. Der Gehäusering 68 kann alternativ als zwei geteilte Ringe ausgebildete sein, die jeweils mit den Seitenwänden einstückig verbunden sind. Ferner kann der Gehäusering 68 an seinen axialen Enden radial nach innen Fortsätze aufweisen, an denen die Laufflächen 19 ausgebildet sind, so daß die Ringwand 13 ausschließlich am Gehäusering 68 gelagert ist.

Die Ein- und Auslaßleitungen 27 und 29, 30 bzw. 32 erstrecken sich bei diesem Ausführungsbeispiel ausschließlich durch die Seitenwände 15 und 17. Sie sind mit Öffnungen 74 bzw. 29 versehen, die am Verdichtungsraum 26 in den Seitenwänden 15 und 17 ausgebildet sind. Es ist daher im Gegensatz zu der in DE 22 49 591 B2 beschriebenen Rotationskolbenpumpe möglich, daß die Ringwand mittels des Drehflügels 58 um 180° von der Betriebs- Stellung in den Leerlaufzustand gedreht wird.

Claims

Patentansprüche

1. Drehschieberverdichter oder -Vakuumpumpe (10) mit

- einer Ringwand (13) und einem Paar Seitenwände (15, 17), die einen im Querschnitt sichelförmigen Verdichtungs- oder Evakuierraum (26) umschließen, wobei die Ringwand (13) eine Ringwandachse (20) aufweist, - einem Rotor (14) , der sich im Verdichtungsraum (26) erstreckt und ihn nach innen begrenzt, den Verdichtungsraum (26) unterteilende Rotorschieber (28) umfaßt und eine Rotorachse (24) aufweist, die zur Ringwandachse (20) parallel ist,

- mindestens einer ortsfesten und drehfesten Lauffläche (19), an der mindestens die Ringwand (13) drehbar gelagert ist, und die eine Laufflächenachse (22) aufweist, die parallel und exzentrisch zur Ringwandachse (20) und exzentrisch zur Rotorachse (24) angeordnet ist, wobei

- die Ringwand (13) an der Lauffläche (19) verdrehbar ist, derart, daß die Ringwandachse (20) und die Rotorachse (24) mindestens in einer Betriebsstellung in bezug zueinander exzentrisch angeordnet sind, und die Ringwand (13) aus der Betriebsstellung in einen Leerlaufzustand in Richtung auf eine zur Rotorachse (24) konzentrische Lage der Ringwandachse (20) verstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringwand (13) relativ zur Lauffläche (19) zwischen der mindestens einen Betriebsstellung und dem Leerlaufzustand um einen Winkel von mehr als 60° drehbar ist.

2. Drehschieberverdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringwand (13) um einen Winkel von mehr als 90°, vorzugsweise um einen Winkel von mindestens 180° drehbar ist.

3. Drehschieberverdichter nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens eine Lauffläche (19) an einer Buchse (18) ausgebildet ist, in welcher der Ro- tor (14) drehbar gelagert ist, und die Ringwand (13) mit den Seitenwänden (15, 17) zu einem Gehäuse (12) verbunden ist, das auf der Buchse (18) drehbar gelagert ist.

4. Drehschieberverdichter nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens eine Lauffläche (19) an einer Seitenwand (15, 17) ausgebildet ist und die Ringwand (13) unmittelbar an dieser Seitenwand (15, 17) radial und/oder axial gelagert ist.

5. Drehschieberverdichter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Laufflächenachse (22) in der Betriebsstellung in der Mittelebene, vorzugsweise im Zentrum zwischen der Rotorachse (24) und der Ringwandachse (20) liegt.

6. Drehschieberverdichter nach Anspruch 5 , dadurch gekennzeichnet, daß die Ringwand (13) zwischen der Betriebsstellung und dem Leerlaufzustand um jeweils 180° fortlaufend drehbar ist.

7. Drehschieberverdichter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringwand (13) in der Betriebsstellung und im Leerlaufzustand relativ zur Lauffläche (19) verriegelt ist und zum Umschalten entriegelbar ist, so daß sie sich infolge Reibung zwischen den Rotorschiebern (28) und der Ringwand (13) aus der Betriebsstellung in den Leerlaufzustand bzw. aus dem Leerlaufzustand in die Betriebsstellung dreht.

8. Drehschieberverdichter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringwand (13) zwischen der Betriebsstellung und dem Leerlaufzustand um jeweils 180° reversibel drehbar ist.

9. Drehschieberverdichter nach einem der Ansprüche 1 bis 5 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringwand (13) durch einen Schneckenantrieb (38) drehbar ist.

10. Drehschieberverdichter nach einem der Ansprüche 1 bis 5 oder 8 , dadurch gekennzeichnet, daß die Ringwand (13) durch einen Drehflügelmotor (56) drehbar ist.

11. Drehschieberverdichter nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß Ein- und Auslaßleitungen vorgesehen sind, die derart vom Verdichtungs- oder Evakuierraum (26) nach außen geführt sind, daß die Ringwand (13) mittels des Drehflügelmotors (56) um einen Winkel von mehr als 90°, bevorzugt um einen Winkel von mindestens 180° drehbar ist.