DE1086006B - Rotary piston compressor with sickle-shaped working space - Google Patents

Rotary piston compressor with sickle-shaped working space

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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.Rotary piston compressor with sickle-shaped working chamber The invention relates to a rotary piston compressor with sickle-shaped working chamber, in which a light metal rotor firmly connected to steel end disks has grooves for radially or approximately radially movable working slides, according to patent 1003 388, and aims to improve the gas seal of the one described there and shown, consisting of two end disks and rotor body, characterized in that the end faces facing away from the working space and the peripheral surfaces of the end disks are designed in a manner known per se so that the gaps between the end faces of the rotor and the housing covers receiving the bearings for the end disk shafts are labyrinthine seals and the circumferential surfaces of the end disks each have at least two diameter steps offset in the direction of the shaft, to which corresponding recesses of the housing cover or bearing carrier correspond.

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.Here, according to the invention, the largest of the stepped diameter steps is used kept as narrow as possible so that the volume of the circular ring gap with the end disk of the circulating medium is as small as possible, namely as small as as is the running play of the end disk in the bearing bracket or bearing cap at all allowed.

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.An almost complete shut-off of a part that has already been compacted, Part of the medium that has only been sucked in is against the bearing bracket or bearing cover according to the invention created in that the largest outer diameter of the drive shaft or the end disks containing the support shaft is dimensioned at least as large like the sum of the diameter D of the working cylinder and double the amount the eccentricity e, the latter being known in rotary lobe compressors with a sickle-shaped Working space the distance between the rotor axis and the ideal axis of the bore of the working cylinder means. In this case, they get into the slots of the rotor as it rotates. and moved, plate-shaped working slide also in their outer dead position no longer in contact with the fixed bearing brackets or housing covers, and the individual cells of the multi-cell compressor formed by the working slides are limited in the axial direction exclusively by the rotating end disks.

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.As a further and very important advantage, this creates the possibility of fitting the working slide with very little axial play between the two end disks, since they rotate together with the end disks in the rotor according to patent 1003 388 and on any of the end disks in the design just described cannot rub against fixed parts of the compressor. The gas shut-off on the outer circumference of the end disks is supported by the measures outlined at the beginning, according to which the end faces of the end disks facing away from the working area have elevations and depressions that correspond to corresponding depressions and elevations of the bearing caps or bearing brackets and thus form labyrinth seals that make the gas flow more difficult .

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.It is in itself with air and gas compressors and also with any Machines where rotating parts are to be sealed against stationary parts, known, comb-like elevations in the fixed and in the rotating parts and to make recesses which, corresponding to one another, form a labyrinth and thus more or less prevent the medium under overpressure from escaping. So is z. B. a proposal has become known in a capsule system used as a blower, with flaps hinged firmly to the cylinder and movably to the rotating piston and a piston is equipped with circumferential end disks, d` with their outer Edges between the cylinder and designed as inlet or outlet ports + ' Rotate covers on these three components la: Y-rinth-like elevations and depressions to train> to improve the gas shut-off.

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.In another known rotary co @ en machine, in the two opposite each other = e, in the form of circular sectors and formed by one Crankshaft driven piston pairs revolve in a rotating housing and themselves periodically approach or move away from each other during circulation in order to or compression process to accomplish, that has one Fixed housing enclosed, rotating housing comb-like on both side surfaces Projections on to the escaping medium approximately on the circumference of the rotating housing to brake, as it is known per se with other, similar machines, not to let the end faces run against parallel, flat surfaces, but to arrange comb-like elevations and depressions on both surfaces, the Comb with each other like a labyrinth for a better seal.

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.In rotary piston machines with a sickle-shaped working chamber, i.e. in rotary piston machines of the multi-cell design, where the working chamber is open in the axial direction towards the two cover sides, if the rotor does not have the end plates shown in patent 1003 388, the claimed arrangement would be to significantly increase the degree of delivery of the compressor of labyrinths only possible on the front sides of the rotor, but with a three-part rotor, as shown in patent 1003 388, the working space can be opened in the axial direction both through the end disks and also by means of the on the circumferential surfaces of the end disks and on their cover-side end faces according to the invention arranged labyrinth seals are blocked.

Die Erfindung ist in der Zeichnung in zwei Ausführungsbeispielen dargestellt.The invention is shown in the drawing in two exemplary embodiments.

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.Fig. 1 shows a longitudinal section through the multi-cell compressor sickle-shaped workspace; Fig. 2 shows a cross section through the machine; Fig. 3 shows a detail from the longitudinal section of FIG. 1 (right side) in a modified form Shape.

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.It denotes 1 the housing with the cylindrical bore of the diameter D, 2 the suction opening, 3 the outlet opening, 4 and 5 the bearing brackets or bearing caps, 6 the drive shaft, 7 the support shaft, 8 the actual rotor body on the diameter d, 9 the plate-shaped working slide, 10 the drive-side with the drive shaft one-piece end plate and 11 the second end plate, which with the support shaft 7 consists of one piece. With e is the eccentricity of the rotor 6, 10, 8, 11, 7 referred to against the cylinder bore. Each faceplate instructs the circumferential surface at least two offset diameters a1 and a2, which with running with little clearance in bores a, 'or a2 of bearing caps 4 and 5, respectively. Of the Face plate part with a larger or, in the case of more than two diameter steps, with the largest Diameter a1 is kept narrow to accommodate the gap volume between the faceplate and To keep the bearing cap as small as possible. In order to further improve the seal of the working area against the bearing cover and the bearings housed in them the end faces of the end disks facing the bearing supports are concentric Elevations 12 with corresponding depressions 13 of the bearing bracket or bearing cap 4.5 correspond and thus form further labyrinth seals.

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.In Fig. 3 of the drawing, the largest diameter a1 of the end disks 10, 11 (only the right side with the end disk 11 is shown) is as large as the sum of the diameter D of the working cylinder 1 and twice the amount of eccentricity e, i.e. a1 = D -I- 2 e. In this arrangement, the entire volume of the working space is closed off by the housing cover, so that an escape of the pumped medium in the axial direction via the labyrinths on the circumference and on the end faces of the end disks is only possible to a very small extent. The degree of delivery of the compressor is therefore extremely high.

Claims (3)

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. PATENT CLAIMS: 1. Rotary piston compressor with sickle-shaped working space, in which a rotor made of light metal, permanently connected to end disks made of steel, has grooves for radially or approximately radially movable working slides, according to Patent 1003 388, characterized in that the end faces facing away from the working space and the circumferential surfaces of the End disks (10, 11) of the rotor (8, 10, 11) are designed in a manner known per se so that the gaps between the end faces of the rotor and the housing covers receiving the bearings for the end disk shafts (6, 10 and 7, 11) (4, 5) represent labyrinth seals and the peripheral surfaces of the end disks (10, 11) each have at least two diameter steps (a1, a2) offset in the direction of the shaft, to which associated recesses (a1 ', a2') of the housing cover or bearing bracket (4, 5) correspond. 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. 2. Rotary piston compressor after Claim 1, characterized in that the largest outside diameter (a1) of the end disks (10, 11) is at least as large as the sum of the diameter (D) of the working cylinder (1) and twice the value of the eccentricity (e) of the rotor axis against the cylinder axis. 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. 2 270 493.3. Rotary piston compressor according to claim 1, characterized in that the bearing-side surfaces of the end disks (10, 11) have concentric, annular elevations or depressions (12) which, with corresponding depressions or elevations (13) of the cover or bearing carrier (4 , 5) form labyrinth seals (12, 13). Considered publications: German Patent Nos. 318 960, 563 152, 609 770; French Patent Nos. 566 224, 631611; U.S. Patent No. 2,270,493.
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