DE2223087A1

DE2223087A1 - Fluegelzellenverdichter

Info

Publication number: DE2223087A1
Application number: DE19722223087
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dipl-Ing Adalbert; Juergen Hess; Ernst Dipl-Ing Linder
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1972-05-12
Filing date: 1972-05-12
Publication date: 1973-12-13
Also published as: IT972608B; DE2223087C2; JPS5736433B2; JPS4949206A; US3834846A

Description

E.8 8Ö
14.4.1972 Vo/Gü

Anlage zur

Patent- und

Gebrauchsmusterhilfsanmeldung

ROBERT BOSCH GHBH, 7 Stuttgart 1, Postfach 50 Flügelzellenverdichter

Die Erfindung betrifft einen Flügelaellenverdichter mit in etwa radialen Schlitzen eines mit der Antriebswelle verbundenen, einseitig im Gehäuse gelagerten Rotors beweglichen Flügeln, die einzelne Förderzellen in dem zwischen Rotorinantelfläche und Innenwand einer den Rotor aufnehmenden Gehäuseausnehraung gebildeten Arbeitsraum abteilen.

Aus der US-PS 2 046 873 ist eine Flügelzellenmaschine bekannt, deren Rotor in einer Gehäuseausnehmung fliegend, d. h. einseitig gelagert ist. Diese als'Pumpe eingesetzte Maschine zeichnet sich durch ihren unkomplizierten Aufbau aus. Sie hat einen verhältnismäßig großen, massiv ausgeführten Rotor, in dessen kreuzweise angeordneten Schlitzen zwei

_ 2 — 309850/0020

Robert Bosch GmbH R. .8 8 0 - Vo/Gü

Stuttgart

die Innemvand der den Rotor aufnehmenden Gehäuse aufnehmung ^:·: jeweils mit beiden Enden berührenden Flügel dicht und gleitend geführt sind. Allerdings bedingt' die einseitige Lagerung des Rotors ein verhältnismäßig lang ausgeführtes Lager, wodurch die gesamte Maschine doch verhältnismäßig groß baut.

Diese Haschine, die als Pumpe, an die geringere Anforderungen an Dichtheit gestellt werden, zufriedenstellend arbeiten mag, läßt sich dennoch als Verdichter nur unter Inkaufnahme von großen Nachteilen einsetzen. Bei einem Flügelzellenkompressor müssen die Spiele zwischen, dem Rotor und der Innenwand der den Rotor aufnehmenden Gehäuseausnehmung sehr genau eingehalten werden. Auch im Betrieb des Verdichters dürfen die einmal, eingestellten Spiele - soll nicht der Liefergrad des Verdichters in unzulässiger Weise abnehmen - sich nicht verändern. Dies ist aber bei der bekannten Maschine nicht gewährleistet. Einerseits ist durch die einflutige Ausführung der Maschine stets eine aus dem Förderraum herrührende einseitige Lagerbelastung gegeben. Andererseits werden sich negative Auswirkungen der insbesondere bei den höheren Verdichterdrehzahlen auftretenden Massenkräfte des recht schwer ausgeführten Rotors nicht verhindern lassen. Dies gilt insbesondere dann, wenn ein solcher Flügelzellenverdichter in einem-Kraftfahrzeug eingesetzt werden soll. Wie sich in Versuchen gezeigt hat, wird die bekannte fliegende. Lagerung die durch die beim Fahren des Kraftfahrzeu-. ges, wobei Schwingbeschl'eunigungen bis zu 40 g auftreten, entstehenden Massenkräfte kaum zufriedenstellend aufnehmen können.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, einen Flügelsellenver- .. dichter der eingangs erwähnten Art 'zu schaffen, der sieh wirtschaftlich herstellen läßt, dabei aber dennoch - auch wenn: er starke äußeren Beschleunigungen unterworfen ist - sich durch > eine große Widerstandsfähigkeit und lange Lebensdauer auszeichnet.

309850/00 20

Robert Bosch GmbH R. 8 ⁸ 0 Vo/Gü

Stuttgart . - j* jι οTHR

Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß der Rotor in zwei Lagern eines sich zumindest teilweise in die Gehäuseausnehmung erstreckenden, insbesondere rohrförmigen, Lagerzapfens gelagert ist, wobei'der Rotor glockenartig über den Lagerzapfen greift.

Das hat den Vorteil, daß der Rotor einseitig gelagert ist, •aber dennoch zwei im Abstand von einander angeordnete Lagerstellen aufweist. Durch die einseitige Lagerung -wird einerseits eine gute und leicht durchzuführende Einstellbarkeit der erwähnten Spalte zwischen Rotor und Innenwand der den Rotor aufnehmenden Gehäuseausnehmung erreicht, andererseits ergibt sich aber dennoch eine Lagerung, d4.e auch erhöhten Belastungen gut standhalten kann.

Besonders vorteilhaft ist es auch, daß der Lagerzapfen a& · einer Seitenwand angeordnet ist, welche die Gehäuseausnehmung in axialer Richtung begrenzt, und daß diese Seitenwand gegenüber dem die Gehäuseausnehmung enthaltenden Gehäuseteil um einen Stift verdrehbar ist.

Weitere vorteilhafte Ausbildungen des Gegenstandes der Erfindung ergeben sich-aus den Ansprüchen, der anschließenden Beschreibung und der Zeichnung. ^s

Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt. Diese zeigt in Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Flügelzellenverdichter, Fig. 2 einen Querschnitt durch den Flügelzellenverdichter gemäß Fig. 1 und Fig. 3 einen Längsschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel eines Flügelzellenverdichters.

Das Gehäuse des dargestellten Flügelzellenverdichters besteht im wesentlichen aus fünf Teilen: einem Gehäusemittel— -

30985 0/002 0 - 4 -

Robert Bosch GmbH R. ' 8 8 0 Vo/Gü

teil 1, einem vorderen Seitendeckel 2, einem vorderen Außendeckel 3, einem hinteren Seitendeckel 4 und einem hinteren Außendeckel 5· Das Gehäusemittelteil 1 ist doppelwandig ausgebildet, wobei die Außenwand und die Innenwand 6 derart durch Rippen verbunden sind, daß zwischen Innen- und Außenwand einzelne Kammern gebildet werden. Die Innenwand 6 des Gehäusemittelteils 1 begrenzt eine Gehauseausnehmung 7» deren zylindrische Innenfläche eine Ellipse zur Leitkurve •hat. In der Gehauseausnehmung 7 ist ein umlaufender Rotor 8 angeordnet, dessen Durchmesser bis auf ein geringes Laufspiel der Länge der kleineren Achse der erwähnten Ellipse entspricht. Es werden zwischen der Mantelfläche des Rotors 8 und der zylindrischen Innenfläche der Gehauseausnehmung 7 zwei etwa sichelförmige Arbeitsräume gebildet.

Der aus Gewichtsgründen als Hohlzylinder ausgeführte Rotor hat mehrere etwa radial verlaufende Schlitze 9, die in rippenförmigen Fortsätzen 10 im Innern des Rotors angeordnet sind. In den Schlitzen 9 sind Flügel 11 dicht und gleitend geführt. In seinem rechten, etwa ein Viertel seiner Gesamtlänge ausmachenden Endbereich 12 hat der Rotor 8 eine Nabe, in der er fest mit einer Welle 13 verbunden ist. Der links von der Nabe gelegene Teil des Rotors 8 greift glockenartig über einen rohrförmig ausgebildeten Lagerzapfen 14, der im vorderen Seitendeckel 2 angeordnet, sich in die Gehauseausnehmung hinein erstreckt. Die Welle 13, die sich mit ihrem freien Ende aus dem Gehäuse des Flügelzellenverdichters nach außen erstreckt, ist in zwei Gleitlagern 15, 16, welche an der zylindrischen Innenwand der Bohrung des Lagerzapfens 14 angeordnet sind, gelagert.

Mit ihren Außenkanten liegen die Flügel 11 an der zylindrischen Innenfläche der Gehauseausnehmung 7 an und teilen den Arbeitsraum so in einzelne Zellen auf. Jeder der beiden sichelförmi-

309850/00 2 0 __R_

Robert Bosch GmbH E. 8 8 0 Vo/Gü

Stuttgart 2223087

gen Arbeitsräume hat einen Saug- bzw. Niederdruckbereich und einen" Hochdruckbereich. Der Säugbereich ist über einen Einlaß 17 mit einer zwischen den Innenwand 6 und der Außenwand des Gehäusemittelteils 1 gebildeten Saugkammer 18 verbunden. Der Hochdruckbereich eines jeden Arbeitsraumes weist einen Auslaß 19 auf, der über Zungenventile 20 mit einer gleichfalls zwischen der Innen- und der Außenwand des Gehäusemittelteils 1 gebildeten Druckkammer verbunden ist.

Auf der rechten Seite schließt sich an das Gehäusemittelteil 1 der hintere Seitendeckel 4 an, der eine die Gehäuseausnehmung 7 in axialer Richtung begrenzende Seitenwand bildet. Über einen im hinteren Außendeckel 5 gebildeten Ringkanal 22 sind die Druckkammern 21 im Gehäusemittelteil 1 mit dem Ablauf 23 des "Verdichters verbunden. Auf der linken Seite schließt sich an den Gehäusemittelteil 1 der vordere Seitendeckel 2 an; er bildet die linke Seitenwand der Gehäuseausnehmung 7« Im oberen Bereich des Gehäusemittelteils 1 ist in einer Bohrung ein Paßstift 24 angeordnet, der in eine entsprechende Bohrung des vorderen Seitendeckels 2 sich erstreckt. Der vordere Seitendeckel 2 ist um diesen Paßstift 24 gegenüber dem Gehäusemittelteil 1 verdrehbar. Dies ermöglicht ein leichtes Einstellen des Mantelspiels zwischen Rotormantelfläche und zylindrischer Innenwand der im Gehäusemittelteil 1 angeordneten Gehäuseausnehmung 7·

Über einen im vorderen Außendeckel 3ν der auf der Außenseite des vorderen Seitendeckels 2 angeordnet ist, befindlichen Ringkanal 25 und entsprechende Durchbrüche im vorderen Seitendeckel 2 sind die Saugkammern 18 im Gehäusemittelteil mit einem am vorderen Außendeckel angeordneten Auslaß 26 des Flügelzellenverdichters verbunden. Die Bohrung im vorderen Außendeckel 3s durch die die Welle 13 des Flügelzellenverdic.hters nach außen'geführt ist, ist mittels einer Axialdichtung 27 nach außen abgedichtet.

309850/0020

.-■ 6 -

Robert Bosch GmbH - R. 8 8 0

Stuttgart ' 2223087

Die genannten fünf Gehäuseteile 1-5 sind mittels mehrerer am Umfang angeordneter Bolzen 28 miteinander zu einem Gehäuse verschraubt.

Bei Drehung des Rotors 8 bewegen sich die Flügel 11 entlang der zylindrischen Innenfläche der Gehäuseausnehmung 7 des Verdichters. Dabei erweitern sich die zwischen Jeweils zwei Flügeln abgegrenzten Zellen und saugen das zu verdichtende Mittel über den Einlaß 17 nach. Beim weiteren Umlauf verkleinern sich die Zellen wieder, so daß das verdichtete Medium über die auf dem Auslaß 19 angeordneten Zungenventile wieder ausgeschoben wird.

Durch die gewählte zweiflutige Bauart des Verdichters ist der Rotor 8 völlig von Gaskräften entlastet, x^odurch die einseitige Lagerung des Rotors ermöglicht wurde. Diese wiederum gestattet ein leichtes Einstellen des Mantelspieles, welches zwischen der Rotoraußenfläche und der zylindrischen Innenfläche der Gehäuseausnehmung des Verdichters bestehen muß. Besonders vorteilhaft für die Belastung der Lager 15, 16 ist es, wenn der Schwerpunkt des Rotors 8 zwischen diesen beiden· Lagern liegt.

Das in Fig. 3 dargestellte zweite Ausführungsbeispiel eines Flügelzellenverdichters stimmt in den wesentlichen Merkma^- len mit dem Flügelzellenverdichter gemäß Fig. 1 und 2 überein. Auch hier ist das Gehäuse aus fünf Einzelteilen gebildet: aus einem Gehäusemittelteil 41, einem vorderen Seitendeckel 42, einem vorderen Außendeckel 43, einem hinteren Seitendeckel 44 und einem hinteren Außendeckel 45.

Allerdings ist bei diesem Ausführungsbeispiel ein in einer Gehäuseausnehmung 47 angeordneter Rotor 48 auf einem Lager-

309850/0020

Robert "Bosch GmbH E. 8 8 0 Vo/Gü

. Stuttgart " 2223087

zapfen 54- gelagert, der als Fortsatz am hinteren Seitendeckel 4-4- ausgebildet ist. Der Lagerzapfen 54- ist zur Gewichts erleichterung mit einer konzentrischen Bohrung 54-' versehen worden. An seiner zylindrischen Außenfläche legt der Lagerzapfen 54- zwei Wälzlager 55» 56 mit deren Hilfe der Rotor 4-8 auf dem Lagerzapfen drehbar angeordnet ist. An seinem dem vorderen Seitendeckel 4-2 zugewandten Ende
hat der Rotor 4-8 einen Fortsatz, der in die Antriebswelle 53 des Flügelzellenverdichters übergeht. Die Bohrung, an der die Antriebswelle 53 durch den vorderen Außendekkel 4-3 geführt ist, ist wiederum durch eine - hier nur . schematisch dargestellte - Axialdichtung 67 abgedichtet.

Zweckmäßigeritfeise wird bei dieser Ausführungsform der hintere Seitendeckel 4-4- einem Paßstift 64- drehbar gegenüber dem Gehäusemittelteil 4-1 angeordnet werden. . ' ·

Der Vorteil des zxireiten Ausführungsbeispiels gegenüber
dem· ersten Ausführungsbeispiel liegt darin, daß nur eine verhältnismäßig kurze Antriebswelle vorhanden sein muß.
Es kann nämlich bei besonderen Anwendungsfällen des Flügelzellenverdichters gemäß Fig. 1 und 2 der Fall eintreten, daß durch die lange, und deshalb drehschwingungsweichere Welle 13 der ganze Flügelzellenverdichter in - ,. Folge von Resonanzerscheinungen in Schwingungen gerät.·
Dies wird durch die Bauart des Flügelzellenverdichters
gemäß Fig. 3 verhindert.

- 8 309850/0020

Claims

Robert Bosch GmbH R. 8 8 0 y_o/Gü

Stuttgart 2223087

Ansprüche

( 1.J Flügelzellenverdichter mit in etwa radialen Schlitzen eines mit der Antriebswelle verbundenen, einseitig im Gehäuse gelagerten Rotors beweglichen Flügeln, die einzelne Förderzellen in dem zwischen Rotormantelfläche und Innenwand einer den Rotor aufnehmenden Gehäuseausnehmung gebildeten Arbeitsraum abteilen, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (8, 48) in zwei Lagern (15, 16, 55, 56) eines sich zumindest teilweise in die. Gehäuseausnehmung (7, ,47) erstreckenden, insbesondere rohrförmigen, Lagerzapfens (14, 54) gelagert ist, wobei der R ο tor (8,4 8) glockenartig über den Lagerzapfen greift.
2. Flügelzellenverdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagerzapfen (14, 54-) ^an einer Seitenwand (2, 4, 42, 44) angeordnet ist, welche die Gehäuseausnehmung (7, 47) in axialer Richtung begrenzt.
3. Flügelzellenverdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwand (2, 4, 42, 44), die den Lagerzapfen (14, 54-) trägt, gegenüber dem die Gehäuseausnehmung (7, 47) enthaltenden Gehäuseteil (1, 41) um einen Paßstift (24, 64) verdrehbar ist.

- 9 3098 5070020

Robert Bosch GmbH R. ⁸⁸J-X Vg/Gü

Stuttgart ' 2223087
4. Flügelzellenverdichter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagerzapfen (54) die ' Lager (55» 56) an seiner zylindrischen Außenfläche trägt und an der Seitenwand (44) angeordnet ist, die der mit einer Durchtrittsbohrung für die Antriebswelle (53) versehenen gegenüber liegt.
5. Flügelzellenverdichter nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß der Lagerzapfen (14) rohrförmig ausgebildet ist, wobei der Rotor (8) fest mit der durch die konzentrische Bohrung (14*) des Lagerzapfens (14) geführten Welle (13) verbunden ist und mittels an der zylindrischen Innenwand der Bohrung (14') angeordneter Lager (15» 16) gelagert ist.
6. Flügelzellenverdichter nach einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß der Schwerpunkt des Rotors (8, 48) zwischen den Lagern (15» 16, 55» 56) liegt.

i/n

3 0 9 8 5 07 0 C 2 0 OftiGJNAL

Le AO rs e

iie