DE1086006B

DE1086006B - Drehkolbenverdichter mit sichelfoermigem Arbeitsraum

Info

Publication number: DE1086006B
Application number: DEF12296A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Herbert J Venediger
Original assignee: HERBERT J VENEDIGER DR ING
Current assignee: HERBERT J VENEDIGER DR ING
Priority date: 1953-07-08
Filing date: 1953-07-08
Publication date: 1960-07-28

Description

Drehkolbenverdichter mit sichelförmigem Arbeitsraum Die Erfindung betrifft einen Drehkolbenverdichter mit sichelförmigem Arbeitsraum, in dem ein mit aus Stahl bestehenden Stirnscheiben fest verbundener Läufer aus Leichtmetall Nuten für radial oder annähernd radial bewegliche Arbeitsschieber aufweist, nach Patent 1003 388, und bezweckt eine Verbesserung der Gasabdichtung des dort beschriebenen und dargestellten, aus zwei Stirnscheiben und Läuferkörper bestehenden Läufers dadurch, daß die dem Arbeitsraum abgewendeten Stirnflächen und die Umfangsflächen der Stirnscheiben in an sich bekannter Weise so gestaltet sind, daß die Spalte zwischen den Stirnflächen des Läufers und den die Lager für die Stirnscheibenwellen aufnehmenden Gehäusedeckeln Labyrinthdichtungen darstellen und dabei die Umfangsflächen der Stirnscheiben jeweils mindestens zwei in Wellenrichtung abgesetzte Durchmesserstufen aufweisen, denen zugehörige Ausnehmungen der Gehäusedeckel bzw. Lagerträger entsprechen.
Hierbei wird erfindungsgemäß die größte der abgesetzten Durchmesserstufen möglichst schmal gehalten, damit das Volumen des im kreisförmigen Ringspalt mit der Stirnscheibe umlaufenden Mediums so klein wie möglich ausfällt, nämlich so klein, wie es das Laufspiel der Stirnscheibe im Lagerträger bzw. Lagerdeckel überhaupt gestattet.
Eine nahezu vollkommene Absperrung des eines Teils bereits verdichteten, eines Teils erst angesaugten Mediums gegen die Lagerträger bzw. Lagerdeckel wird erfindungsgemäß dadurch geschaffen, daß der größte Außendurchmesser der die Antriebswelle bzw. die Stützwelle enthaltenden Stirnscheiben mindestens ebenso groß bemessen wird wie die Summe aus dem Durchmesser D des Arbeitszylinders und dem doppelten Betrag der Exzentrizität e, wobei letztere bekanntlich bei Drehkolbenverdichtern mit sichelförmigem Arbeitsraum den Abstand der Läuferachse von der ideellen Achse der Bohrung des Arbeitszylinders bedeutet. In diesem Fall kommen die in den Nuten des Läufers bei seinem Umlauf hin- und herbewegten, plattenförmigen Arbeitsschieber auch in ihrer äußeren Totlage mit den feststehenden Lagerträgern bzw. Gehäusedeckeln nicht mehr in Berührung, und die einzelnen, von den Arbeitsschiebern gebildeten Zellen des Vielzellenverdichters werden in axialer Richtung ausschließlich von den mitumlaufenden Stirnscheiben begrenzt.
Als ein weiterer und sehr wesentlicher Vorteil ist hierdurch die Möglichkeit geschaffen, die Arbeitsschieber mit sehr geringem axialem Spiel zwischen die beiden Stirnscheiben einzupassen, da sie bei dem Läufer nach Patent 1003 388 zusammen mit den Stirnscheiben umlaufen und bei der eben geschilderten Ausführung der Stirnscheiben an irgendwelchen feststehenden Teilen des Verdichters nicht anstreifen können. Die Gasabsperrung am Außenumfang der Stirnscheiben wird durch die eingangs geschilderten Maßnahmen, wonach die dem Arbeitsraum abgewandten Stirnseiten der Stirnscheiben Erhöhungen und Vertiefungen aufweisen, die mit entsprechenden Vertiefungen und Erhöhungen der Lagerdeckel bzw. Lagerträger korrespondieren und so Labyrinthdichtungen bilden, welche die Gasabströmung erschweren, weiterhin unterstützt.
Es ist an sich bei Luft- und Gasverdichtern und auch bei beliebigen Maschinen, wo sich drehende Teile gegen feststehende Teile abgedichtet werden sollen, bekannt, in den feststehenden und in den sich drehenden Teilen kammartige Erhöhungen und Vertiefungen anzubringen, die, miteinander korrespondierend, ein Labyrinth bilden und so das Entweichen des unter Überdruck stehenden Mediums mehr oder weniger verhindern. So ist z. B. ein Vorschlag bekanntgeworden, bei einem als Gebläse verwendeten Kapselwerk, das mit fest am Zylinder und beweglich am umlaufenden Kolben angelenkten Klappen und einem Kolbe mit umlaufenden Stirnscheiben ausgerüstet ist, d` mit ihren äußeren Rändern zwischen dem Zylind und den als Einlaß- bzw. Auslaßstutzen ausgebilde+' Deckeln rotieren, an diesen drei Bauelementen la:Y-rinthartige Erhöhungen und Vertiefungen auszubilen> um die Gasabsperrung zu verbessern.
Bei einer anderen bekanntgewordenen Drehko@enmaschine, bei der zwei einander gegenüberliegen=e, in Form von Kreissektoren ausgebildete und von einer Kurbelwelle angetriebene Kolbenpaare in einem rotierenden Gehäuse umlaufen und sich beim Umlauf periodisch einander nähern bzw. voneinander entfernen, um den Ansauge- bzw. Verdichtungsvorgang zu bewerkstelligen, weist das von einem feststehendem Gehäuse umschlossene, rotierende Gehäuse an beiden Seitenflächen kammartige Vorsprünge auf, um das etwa am Umfang des rotierenden Gehäuses entweichende Medium abzubremsen, so, wie es auch bei anderen, ähnlichen Maschinen an sich bekannt ist, die Stirnflächen nicht gegen parallel angeordnete, ebene Flächen laufen zu lassen, sondern an beiden Flächen kammartige Erhöhungen und Vertiefungen anzuordnen, die zwecks besserer Abdichtung miteinander labyrinthartig kämmen.
Bei Drehkolbenmaschinen mit sichelförmigem Arbeitsraum, d. h. bei Drehkolbenmaschinen der Vielzellenbauart, wo der Arbeitsraum in axialer Richtung gegen die beiden Deckelseiten offen ist, wenn der Läufer nicht die in dem Patent 1003 388 gezeigten Stirnscheiben aufweist, wäre die beanspruchte, den Liefergrad des Verdichters wesentlich erhöhende Anordnung von Labyrinthen nur an den Stirnseiten des Läufers möglich, aber bei einem dreiteiligen Läufer, wie er im Patent 1003 388 gezeigt ist, kann der Arbeitsraum in axialer Richtung sowohl durch die Stirnscheiben als auch noch mittels der an den Umfangsflächen der Stirnschaiben und an ihren deckelseitigen Stirnflächen erfindungsgemäß angeordneten Labyrinthdichtungen abgesperrt werden.
Die Erfindung ist in der Zeichnung in zwei Ausführungsbeispielen dargestellt.
Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch den Vielzellenverdichter mit sichelförmigem Arbeitsraum; Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch die Maschine; Fig. 3 zeigt einen Ausschnitt aus dem Längsschnitt der Fig. 1 (rechte Seite) in abgeänderter Form.
Es bezeichnet 1 das Gehäuse mit der, zylindrischen Bohrung vom Durchmesser D, 2 die Saugöffnung, 3 die Auslaßöffnung, 4 und 5 die Lagerträger bzw. Lagerdeckel, 6 die Antriebswelle, 7 die Stützwelle, 8 den eigentlichen Läuferkörper vom Durchmesser d, 9 die plattenförmigen Arbeitsschieber, 10 die antriebsseitige, mit der Antriebswelle aus einem Stück bestehende Stirnscheibe und 11 die zweite Stirnscheibe, die mit der Stützwelle 7 aus einem Stück besteht. Mit e ist die Exzentrizität des Läufers 6, 10, 8, 11, 7 gegen die Zylinderbohrung bezeichnet. Jede Stirnscheibe weist an der Umfangsfläche mindestens zwei abgesetzte Durchmesser a1 und a2 auf, die mit geringem Laufspiel in Bohrungen a,' bzw. a2 der Lagerdeckel 4 bzw. 5 laufen. Der Stirnscheibenteil mit größerem bzw. bei mehr als zwei Durchmesserstufen mit größtem Durchmesser a1 ist schmal gehalten, um das Spaltvolumen zwischen Stirnscheibe und Lagerdeckel möglichst klein zu halten. Zwecks weiterer Verbesserung der Abdichtung des Arbeitsraumes gegen die Lagerdeckel und die in diesen untergebrachten Lagern weisen die den Lagerträgern zugekehrten Stirnflächen der Stirnscheiben konzentrische Erhöhungen 12 auf, die mit entsprechenden Vertiefungen 13 der Lagerträger oder Lagerdeckel 4,5 korrespondieren und so weitere Labyrinthdichtungen bilden.
In Fig. 3 der Zeichnung ist der größte Durchmesser a1 der Stirnscheiben 10, 11 (dargestellt ist nur die rechte Seite mit der Stirnscheibe 11) so groß wie die Summe aus dem Durchmesser D des Arbeitszylinders 1 und dem doppelten Betrag der Exzentrizität e, also a1 = D -I- 2 e. Bei dieser Anordnung ist das gesamte Volumen des Arbeitsraumes von den Gehäusedeckeln abgesperrt, so daß ein Entweichen von Fördermedium in axialer Richtung über die Labyrinthe am Umfang und an den Stirnflächen der Stirnscheiben nur noch in ganz geringem Maße möglich ist. Der Liefergrad des Verdichters ist daher außerordentlich hoch.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Drehkolbenverdichter mit sichelförmigem Arbeitsraum, in dem ein mit aus Stahl bestehenden Stirnscheiben fest verbundener Läufer aus Leichtmetall Nuten für radial oder annähernd radial bewegliche Arbeitsschieber aufweist, nach Patent 1003 388, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Arbeitsraum abgewendeten Stirnflächen und die Umfangsflächen der Stirnscheiben (10, 11) des Läufers (8, 10, 11) in an sich bekannter Weise so gestaltet sind, daß die Spalte zwischen den Stirnflächen des Läufers und den die Lager für die Stirnscheibenwellen (6, 10 und 7, 11) aufnehmenden Gehäusedeckeln (4, 5) Labyrinthdichtungen darstellen und dabei die Umfangsflächen der Stirnscheiben (10, 11) jeweils mindestens zwei in Wellenrichtung abgesetzte Durchmesserstufen (a1, a2) aufweisen, denen zugehörige Ausnehmungen (a1', a2') der Gehäusedeckel bzw. Lagerträger (4, 5) entsprechen.
2. Drehkolbenverdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der größte Außendurchmesser (a1) der Stirnscheiben (10, 11) mindestens so groß ist wie die Summe aus dem Durchmesser (D) des Arbeitszylinders (1) und dem zweifachen Wert der Exzentrizität (e) der Läuferachse gegen die Zylinderachse.
3. Drehkolbenverdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die lagerseitigen Flächen der Stirnscheiben (10, 11) konzentrische, ringförmige Erhöhungen oder Vertiefungen (12) aufweisen, die mit damit korrespondierenden Vertiefungen bzw. Erhöhungen (13) der Deckel bzw. Lagerträger (4, 5) Labyrinthdichtungen (12, 13) bilden. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 318 960, 563 152, 609 770; französische Patentschriften Nr. 566 224, 631611; USA.-Patentschrift Nr. 2 270 493.