DE2345136A1

DE2345136A1 - Wechselverdichter oder wechselpumpe

Info

Publication number: DE2345136A1
Application number: DE19732345136
Authority: DE
Inventors: Jean Henri Bertin
Original assignee: Bertin et Cie SA
Current assignee: Bertin Technologies SAS
Priority date: 1972-09-11
Filing date: 1973-09-07
Publication date: 1974-03-21
Also published as: FR2199353A5

Description

Or. L Wleganii, Dipl.-lnj. W. Nieinann Or. M. Kohhr, Dlpl.-lng. C. fiernhantt

Patentanwälte Hamburg 50 - Königstraße 28

ti6. JO, 73.

W.26019/73 12/Hh

Bertin & Cie. S.A.

Plaisir, Yvelines (Frankreich)

Wechselverdichter oder Wechselpumpe.

Die Erfindung bezieht sich auf Wechselverdichter oder WechselpuDipen, Es ist bekannt, daß Faltenbalgengebläse und insbesondere metallische Balgengebläse dieser Art während der letzten Jahre beträchtliche technologische Fortschritte erreicht haben» insbesondere bezüglich der Lebensdauer.

Die Erfindung bezweckt, einen Wechselverdichter oder eine Wechselpumpe zu schaffen, der bzw. die einfach und wirksam ist und bei dem bzw. bei der ein Minimum an Reibung vorhanden ist, und zwar unter Yerwendung von Balgengebläsen der genannten Art*

Für diesen Zweck ist das aktive Element des Verdichters mittels wenigstens eines BalgeiigelJläses ausgeführt, dem Einlaß- und Auslaßventile zugeordnet sind*

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Gemäß einer Ausfiihrungsform der Erfindung sind mehrere Gebläse, vorteilhaft rohrförmigo Balgengebläse, an einer Platte um eine gemeinsame Welle herum angeordnet, und sie werden von einer Schwingplatte betätigt, die von der Welle bewegt wird.

Die Anzahl der Gebläse lcann groß sein und beispielsweise zehn betragen, wodurch eine große Gleichmäßigkeit der Abgabeinenge gewährleistet ist.

Einer der Vorteile, der durch einen Verdichter gemäß der Erfindung, erhalten wird, liegt in der Tatsache, daß, wenn mehrere in Ringform oder Kranzform angeordnete Gebläse verwendet werden, das Ansaugen und das Abgeben von Arbeitsmittel sowie das Antri ebswiderstandsmowent der Welle im wesentlichen konstant bzw« kontinuierlich sind.

Da ein Verdichter gemäß der Erfindung ein Minimum an Reibung aufweist, eignet er sich besonders gut zur Erzeugung eines unter Druck stehenden Arbeitsruittels. Die Schwingpl&tte unci dia Welle und der Kurbelzapfen, welche diese Platte bewegen, sind die einzigen Bauteile, die eine bemerkenswerte Helativverscoiebung erfahren bzw. ausführen. Es ist Eiö^lieli, sie von dem in dem Verdichter umlaufenden Arbeitsmittel durch Dichtungsorgane, wie Balgen oder Drehgelenke, zu isolieren, um sie schaieren zu können.

Die Schwungplatte l:ann Paare von Gebläsen betätigen oder steuern, die beiderseits von ihr angeordnet sind, wobei ein Gebläse eines Paares relativ zu dem anderen Gebläse des gleichen Paares in entgegengesetzter Phase arbeitet.

Die Erfindung νχγά nachstehend an Hand der Zeichnung beispielsweise erläutert.

Fig. i ist eine schematiseUe AxialoChiiittansicht

nach Linie I-I der Fig_e 2 eines Verdichters oder einer Pumpe ent Baigangebläsen gemäß der Erfindung.

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Pig. 2 ist eine Schnittansicht nach Linie II-II

der Fig. 1.

Pig. 3 ist eine Vorderansicht eines der Kragen, die zur Befestigung der Gebläse an ihren Endplatten dienen.

Fig. k ist eine in vergrößertem Maßstab gehaltene Schnittansicht nach Linie IV-IV der Fig. 3, und sie veranschaulicht die Wirkung des Kragens.

Fig. 5 ist eine Teil Schnittansicht eines in masiraal ausgezogener Stellung v/iedergegebenen Balgengebläses in einer durch die Achse des Gebläses gehenden Ebene.

Fig. 6 ist eine der Fig. 5 analoge Ansicht, in welcher jedoch das Balgengebläse in maximal zusammengedrückter Stellung wiedergegeben ist. Fig. 7 ist eine nach Linie VII-VII der Fig. 8 verlaufende Schnittansicht eines Verdichters oder einer Pumpe, der bzw. die mit Balgengebläsen ausgerüstet ist, welche auf beiden Seiten einer Schwungplatte angeordnet sind. Fig. 8 ist eine Seitenansicht des Verdichters bzw.

der Pumpe geuäß Fig. 7.

Bei der in Fig. i bis 6 wiedergegebenen Ausführungsform weist ein Verdichter oder eine Pumpe"(nachstehend wird der Einfachheit halber nur von Verdichter gesprochen) eine Grundplatte i auf, in deren Mitte ein Loch 2 gebohrt ist, in welchen eine Buchse 3 angeordnet ist, die mit Hilfe von in zweckentsprechendem Abstand voneinander angeordneten Rollenlagern 4 und Drehgelenken ha zur Halterung einer Welle 5 dient, die an dem einen Ende eine Antriebsscheibe β trägt und am anderen Ende in einem Kurbelzapfen 7 endigt, der mit der Achse der Welle 5 einen spitzen Windel bildet.

Um das Loch 2 herum sind zehn Vorsprünge 8 gleich-

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mäßig verteilt, die in ihrem mittleren Teil mit einem Kranz von Löchern 9 versehen sind. An jedem dieser Vorsprünge 8 ist ein netallenes Balgengebläse IO angebracht.

Wie am besten aus Fig. 3 und k ersichtlich ist, weist jeder Vorsprung 8 einen Unifangswulst Ii von ia wesentlichen trapezfönaigein Querschnitt auf, der eine kegelstumpfförmige äußere Anlagefläche zur Abstützung des Endrandes 12 des entsprechenden Balgengebläses darbietet. Dieser Endrand 12 des Gebläses iO ist an dem Um— fangswulst 11 des 'Vorsprunges 8 mittels eines Kragens befestigt, der aus zwei Teilen besteht, die mittels Schrauben oder Bolzen 14 zusammengefügt sind. Die kegel— stumpfförnigen Flächen dieses Kragens 13 legen sich auf der einen Seite an den Umfangswulst Ii und auf der anderen Seite an den Hand 12 des Balgengebläses 10 an (Fig. *t) · Der Gebläserand 12 kann auch mit dem Vorsprung 8 verschweißt oder auf irgendeine andere zweckmäßige Art an diesem befestigt sein.

Der Vorsprung 8 bildet auf derjenigen Seite, die der das Gebläse 10 tragenden Seite gegenüberliegt, einen Hohlraum in der Grundplatte 1, und in diesem Hohlraum ist ein Ventil 15 angeordnet, welches von einer biegsamen Scheibe gebildet ist, deren Durchmesser ausreichend ist, um die Löcher 9 abzudecken. Das Ventil 15 ist an der Grundplatte 1 mittels einer Schraube 16 befestigt (Fig. und 6).

An seinem anderen Ende ist jedes Gebläse 10 durch eine kreisförmige Platte 17 abgeschlossen, an welcher das Gebläse beispielsweise mittels eines Kragens 13 in der Weise befestigt ist, wie sie zuvor beschrieben worden ist.

Wie aus Fig. 5 und 6 ersichtlich ist, weist jede Platte 17 einen Ansatz 18 auf, der in das Gebläse 10 hineinragt. Im Boden dieses Ansatzes 18 ist ein Kranz von Löchern 19 ausgebildet, mit denen ein biegsames

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Ventil 20 zusammenarbeitet, welches dem Ventil 15 ähnlich ist und welches mittels einer Schraube 21 in Inneren des Gebläses 10 befestigt ist. Um die Toträume zu begrenzen, wenn der Balgen des Gebläses 10 maximal zusammengedrückt ist (Pig. 6), hat der Ansatz 18 vorteilhaft eine axiale Länge, die geringfügig kleiner als die axiale Länge des Gebläses 10 ist, wenn es maximal zusammengedrückt ist (Pig· 6), und der Durchmesser des Ansatzes 18 ist geringfügig kleiner als der Innendurchmesser des Balgengebläses 10.

Im Inneren jedes Ansatzes 18 ist an seinem Boden ein Kugellager 22 vorgesehen, in welchem eine Kugel 23 angeordnet ist, die mit einer Schubstange 2^ verbunden ist. Die Kugel 23 ist in dem Lager 22 mittels eines Ringes gehalten, dessen kegelstumpfförmige Innenfläche 25 der Schubstange 24 die notwendige Schwingbewegung ermöglicht.

Die zehn Schubstangen 2h, die auf diese Weise angebracht sind, sind weiterhin mittels Gelenken 26, an denen sie enden (Fig. 6), an Armen 27 einer sternförmigen Platte 28 (Fig. 2) angelenkt, deren Nabe mittels Rollenlagern 29 und einer Mutter 30 auf dem Kurbelzapfen 7 der Verdichterwelle 5 angeordnet ist (Fig. i).

Der Kurbelzapfen 7 ist mit Bezug auf die Welle 5 derart exzentrisch, daß der Schnittpunkt der Achse der ¥elle 5 und der Achse des Kurbelzapfens 7 vorteilhaft in der Ebene liegt, die durch die Schwenkachsen der Gelenke 26 hindurchgeht und deren Spur in Fig. 1 durch die Linie P-P angedeutet ist.

Es kann vorteilhaft sein, Mittel vorzusehen, um die Platte 28 mit Bezug auf die Achse der Welle 5 undrehbar zu halten. Beispielsweise (Fig. 1 und 2) können diese Mittel einen Finger 37 aufweisen, der einen Bügel bildet, in welchem die Achse einer Rolle 38 drehbar gelagert ist, die mit der einen oder der anderen Fläche 39a

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bzw. 39b einer öffnung 39 zusammenarbeitet, welche in der Platte 28 ausgebildet ist. Der Finger 37 ist an der Buchse 3 befestigt.

Der aus der Grundplatte 1, den Balgengebläsen 10 und der Sternplatte 28 bestehende Aufbau ist in einem zweiteiligen Gehäuse 31 eingeschlossen, dessen beide Teile auf der einen und der anderen Seite der Grundplatte i befestigt sind. Derjenige Gehäuseteil, in welchem die Gebläse 10 und die Sternplatte 28 angeordnet sind, weist eine Einlaßleitung 32 (Fig. l) auf. Der andere Gehäuseteil, den das Ende der Welle 5 durchquert, welches die Antriebsscheibe 6 trägt, weist einen ringförmigen Samuel raum 33 von Evoluteiiquer schnitt auf, der mit einer Abgabeleitung 34t in Verbindung steht, die an seinen weitesten Teil vorgesehen ist.

Es ist zu bemerken, daß die Anzahl der Falten des Balgens jedes Gebläses 10 größer oder kleiner als die Anzahl sein kann, die in Fig. 5 und 6 dargestellt ist. Weiterhin können die Falten näher aneinander liegen, wenn das Balgengebläse zusammengedrückt ist (Fig. 6).

Die Arbeitsweise des beschriebenen Verdichters (bzw. der Pumpe) ist sehr einfach,

Wenn die Welle 5 in Drehung versetzt wird, beispielsweise Eiit Hilfe eines uia die Scheibe 6 laufenden Riemens 35, führt die Sternplatte 28 eine Sehwingbe\iregung aus, zufolge welcher die Balgengebläse 10 abwechselnd zusammen— gedruckt und auseinandergezogen werden. Beim Auseinander— ziehen jedes Balgens wird Arbeitsmittel durch die Öffnungen 19 hindurch, welche das Ventil 20 freilegt, eingesaugt, während das Ventil 15 die Löcher 9 schließt (Fig. 5). Beim nachfolgenden Zusammendrücken des Balgens schließt sich das Ventil 20, und das Arbeitsmittel wird durch die von dem Ventil 15 nunmehr freigelegten Löcher 9 hindurch in den Sammelraum 33 abgegeben.

Das Arbeiten ist sehr regelmäßig, und die Reibung

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ist stark verringert.

Entsprechend dei* Auswahl der Balgengebläse 10 kann ein Abgabedruck von 0,5 bis etwa 3 oder 4 atü uit Wirkungsgraden zwischen 0,7 und 0,8 erhalten werden.

In Fig. 7 und S ist ein Doppelverdichter dargestellt, der in dem Sinne doppelt wirkt, daß er zwei Einheiten aufweist, und zwar zwei Grundplatten 1 und la, Balgengebläse 10 und 10a und zwei Abdeckungen 33 und 33a, die mit Bezug auf das Schwingzeiitruni der Sternplatte 28, welches auf der Welle 5 in der Mitte ihres Kurbelzapfens 7 liegt, symmetrisch angeordnet sind.

Die beiden Grundplatten 1, la mit ihren Ausiüstungs— oder Zubehörteilen sind auf beiden Seiten eines rohrförmigen Gehäuses 31 angebracht, welches die Einlaßleitung aufweist. Die beiden Abgabeleitungen 3^, 3^a vereinigen sich in einer Auslaßleitung 36. Jeder Arm 27 der Sternplatte 28 ist mit zwei sich einander axial gegenüberliegenden Balgengebläsen 10, 10a mittels Doppelschubstangen vereinigt, die mit den Gebläsen durch Kugelgelenke verbunden sind, wie es in Verbindung mit dem einfachen Verdichter gemäß Fig. 1 bis 6 beschrieben worden ist. Die Balgengebläse 10, iOa befinden sich mit Bezug auf die ihnen jeweils gegenüberliegenden Gebläse in entgegengesetzter Phase. Die Welle 5 ist in Buchsen 3» 3a gelagert, die an den Grundplatten 1 bzw. la angebracht sind, und ι sie trägt an ihrem einen Ende die Antriebsscheibe 6.

Balgen 40, deren Enden mit der Sternplatte 28 und mit den Buchsen 3 bzw. 3a verbunden sind, begrenzen einen zentralen Raum kl im Inneren des Gehäuses 31. Die Lager der Welle 5 und des Kurbelzapfens 7 sind in diesem zentralen Raum hl angeordnet und können demgemäß bequem geschmiert werden, ohne daß das Schmiermittel mit dem in dem Gehäuse 31 umlaufenden Arbeitsmittel in Berührung kommt.

Das Arbeiten dieser Ausführungsform gemäß Fig. 7

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und 8 ist noch regelmäßiger als,das Arbeiten der oben beschriebenen Ausführungsforra gemäß Fig. i bis 6.

Verdichter oder Pumpen gemäß der Erfindung, die . mechanisch einfach ausgeführt sind, können beispielsweise zum Aufladen von Kraftfahrzeug- oder Luftfahrzeugmotoren und auf zahlreichen Gebieten der Industrie verwendet werden, wo es erwünscht ist, einen mittleren Druck mit gutem Wirkungsgrad und gegebenenfalls ein sauberes Arbeitsmittel zu liefern bzw. zu erhalten.

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Claims

Patentansprüche

1. Wechselverdichter, der als aktives Element wenigstens drei Balgengebläse aufweist, die an ihren Enden verschlossen sind und deren Achsen im wesentlichen die Erzeugenden eines Umdrehungszylinders bilden,, wobei das erste Ende der Balgengebläse am Verdichter befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Ende der Balgengebläse (iO) mit einer Schwingplatte (28) verbunden ist, welche die Balgenfgebläse (lO) abwechselnd zusammendrückt und auseinanderzieht, und zwar unter dem Einfluß eines Kurbelzapfens (7)» der mit einer Welle (5) verbunden ist, welche im wesentlichen die Achse des genannten Zylinders "bildet, so daß die Trägheit der beweglichen Teile des Verdichtei-s gering ist.

2. Verdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Enden der Balgengebläse (iO) durch eine Grundplatte (i) verschlossen sind, an welcher Ventile an ihrer Mitte befestigt sind, die von biegsamen Scheiben gebildet sind.

3. Verdichter nach Anspruch i oder* 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Enden der Balgengebläse (lO) durch Elemente verschlossen sind, die doppelte kegel— stunipfförmige Teile aufweisen, gegen welche die zweiten Gebläseenden mittels Kragen (13) gepreßt sind.

4. Verdichter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse des Verdichters einen ersten Teil, welcher zusammen mit der Grundplatte (l) einen ringförmigen Sammelraum (33) begrenzt, der in eine Abgabeleitung (34) mündet, und einen zweiten Teil aufweist, welcher die Gebläse (lO) und die Schwingplatte (28) umgibt.

5. Verdichter nach einem der Ansprüche i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Sätze von Balgengebläsen (10, 10a) vorgesehen sind, daß die ersten Enden jedes

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Gebläsesatzes durch eine getrennte Grundplatte verschlossen sind und daß die zweiten Enden jedes Gehläsesatzes an der einen Seite der gleichen Schwingplatte (28) befestigt sind.

6. Verdichter nach einem der Ansprüche 3 his 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingplatte (28) mit den Elementen durch Kugelgelenke verbunden ist.

7. Verdichter nach einem der Ansprüche 1 his 6, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (37, 38)» welche die Schwingplatte (28) undrehhar hält.

8. Verdichter nach einem der Ansprüche 1 his 7» gekennzeichnet durch eine Abdichtuugseinrichtungj welche die Balgengebläse des aktiven Elementes von geschmierten Teilen trennt.

9. Verdichter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdichtungseinrichtung einen Metallbalgen (Ί0) aufweist, der an seinen einen Ende mit der einen der beiden Seiten der Schwingplatte (28) und an seinem anderen Ende mit einer Lagerbuchse (3) der mit dem Kurbelzapfen (7) verbundenen Welle (5) verbunden ist.

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