Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung geht aus von einem Flügelzellenkompressor oder
einer Flügelzellenpumpe der im Oberbegriff des Anspruchs 1
definierten Gattung.The invention is based on a vane compressor or
a vane pump in the preamble of claim 1
defined genus.
Bei solchen Flügelzellenkompressoren für Kältemittel, wie sie
beispielsweise aus der DE 22 23 856 A1 bekannt sind, wird der
Hubring aus Grauguß und werden die an der Innenwand des
Hubrings gleitenden Flügel aus hochsiliziumhaltigen
Aluminiumlegierungen hergestellt.In such vane compressors for refrigerants, like them
are known for example from DE 22 23 856 A1, the
Lifting ring made of gray cast iron and be the on the inner wall of the
Hubrings sliding wing made of high silicon
Made of aluminum alloys.
Bei neueren Entwicklungen für gewichtsoptimierte
Flügelzellenkompressoren dieser Bauart wird ein Hubring aus
einer hochsiliziumhaltigen Aluminiumlegierung eingesetzt. Der
hohe Siliziumanteil des Werkstoffs ist erforderlich, damit
eine ausreichende Verschleißfestigkeit des Hubrings gegenüber
den Flügeln erreicht wird, die entweder aus einer speziell
beschichteten hochsiliziumhaltigen Aluminiumlegierung oder
aus gehärtetem Stahl hergestellt sind. Der Nachteil dieser
Bauart liegt in der erschwerten Bearbeitung der
hochsiliziumhaltigen Aluminiumlegierung, in deren sehr hohem
Preis und in einer gegenüber Graugußhubringen geringeren
inneren Dämpfung, was zu einem erhöhten Geräuschpegel führt.In recent developments for weight-optimized
Vane cell compressors of this type become a cam ring
a high-silicon aluminum alloy. The
high silicon content of the material is required so
adequate wear resistance of the cam ring
The wings are made either from a special
coated high silicon aluminum alloy or
are made of hardened steel. The disadvantage of this
Design lies in the difficult processing of
high-silicon aluminum alloy, in their very high
Price and in a lower compared to gray cast iron lifting rings
internal damping, which leads to an increased noise level.
Vorteil der ErfindungAdvantage of the invention
Der erfindungsgemäße Flügelzellenkompressor bzw. die
erfindungsgemäße Flügelzellenpumpe mit den kennzeichnenden
Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß
durch die erfindungsgemäße Werkstoffkombination in Hubring
und Flügeln einerseits ein geringes Gewicht des Kompressors
bzw. der Pumpe erzielt wird und andererseits durch bessere
Dämpfung der Kunststofflügel das Laufgeräusch trotz der
gewichtsbedingten Verwendung eines Hubrings aus einer
Aluminiumlegierung entscheidend verringert wird. Durch den
geringen Reibungskoeffizienten der Werkstoffpaarung wird
zudem die Reibleistung des Flügelzellenkompressors bzw. der
Flügelzellenpumpe verringert. Die erfindungsgemäße
Werkstoffkombination erfordert keinen übereutektischen Siliziumgehalt der
Aluminiumlegierung, wodurch die Bearbeitung und die
Gießbarkeit des Hubrings wesentlich verbessert werden.The vane compressor according to the invention or the
Vane pump according to the invention with the characteristic
Features of claim 1 has the advantage that
through the combination of materials according to the invention in cam ring
and wings on the one hand a low weight of the compressor
or the pump is achieved and on the other hand by better
Damping the plastic wing despite the running noise
weight-related use of a cam ring from a
Aluminum alloy is significantly reduced. By the
low coefficient of friction of the material pairing
also the friction of the vane compressor or
Vane pump reduced. The invention
Material combination does not require a hypereutectic silicon content
Aluminum alloy, which makes the machining and the
Castability of the cam ring can be significantly improved.
Zeichnungdrawing
Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiels in der nachfolgenden Beschreibung näher
erläutert. Dabei zeigt die Zeichnung einen schematischen
Querschnitt eines zweiflutigen Flügelzellenkompressors für
eine Fahrzeug-Klimaanlage.
The invention is based on one shown in the drawing
Exemplary embodiment in the following description
explained. The drawing shows a schematic
Cross section of a double flow vane compressor for
a vehicle air conditioning system.
Beschreibung des AusführungsbeispielsDescription of the embodiment
Der in der Zeichnung im Querschnitt und schematisch
dargestellte zweiflutige Flügelzellenkompressor für einen
Kältemittelkreislauf einer Klimaanlage in einem Kraftfahrzeug
weist einen sog. Hubring 10 und einen im Hubring 10
umlaufenden zylindrischen Rotor 11 auf, der beispielsweise
von der Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeugs angetrieben
wird. Zwischen dem Hubring 10 und dem Rotor 11 sind zwei
Arbeitsräume 12, 13 eingeschlossen, die in Drehrichtung des
Rotors 11 hintereinander angeordnet sind. Die Drehrichtung
des Rotors 11 ist mit 14 bezeichnet. Die beiden Arbeitsräume
12, 13 sind identisch ausgebildet und weisen eine über den
Umfang sich verändernde radiale Breite auf, wobei diese in
Rotationsrichtung 14 des Rotors 11 gesehen vom
Arbeitsraumanfang zur Arbeitsraummitte zu- und von der
Arbeitsraummitte zum Arbeitsraumende wieder abnimmt. Die
radiale Breite der Arbeitsräume 12, 13 wird dabei durch die
Exzentrität der Innenwand des Hubrings 10 festgelegt, die im
Bereich der Arbeitsräume 12, 13 bezüglich der Rotorachse 16
trochoidenaritg verläuft. Die beiden Arbeitsräume 12, 13 sind
durch zwei Dichtleisten 17, 18 gasdicht voneinander getrennt,
die in entsprechenden Längsnuten im Hubring 10 eingelegt sind
und im Bereich des kleinsten Spaltes zwischen Hubring 10 und
Rotor 11 an letzterem anliegen.The two-flow vane compressor for a refrigerant circuit of an air conditioning system in a motor vehicle, shown schematically in cross-section in the drawing, has a so-called lifting ring 10 and a cylindrical rotor 11 rotating in the lifting ring 10 , which is driven, for example, by the internal combustion engine of the motor vehicle. Between the lifting ring 10 and the rotor 11 , two working spaces 12, 13 are enclosed, which are arranged one behind the other in the direction of rotation of the rotor 11 . The direction of rotation of the rotor 11 is designated 14 . The two work spaces 12, 13 are of identical design and have a radial width that changes over the circumference, this increasing in the direction of rotation 14 of the rotor 11 from the start of the work space to the center of the work space and decreasing again from the center of the work space to the end of the work space. The radial width of the working spaces 12, 13 is determined by the eccentricity of the inner wall of the cam ring 10 , which runs trochoidally in the area of the working spaces 12, 13 with respect to the rotor axis 16 . The two working chambers 12, 13 are formed by two sealing strips 17, 18 gas-tightly separated from each other, which are inserted in corresponding longitudinal grooves in the cam ring 10 and bear against the latter in the area of the smallest gap between cam ring 10 and rotor. 11
Der zylinderförmige Rotor 11 trägt insgesamt fünf Flügel 20,
die in parallel zur Rotorachse 16 sich erstreckenden und
radial bis zum Umfang des Rotors 11 reichenden Längsschlitzen
19 gleitend einliegen. Dabei sind die radial verlaufenden
Achsen der Längsschlitze 19 um einen konstanten Beitrag aus
der Rotorachse 16 querverschoben, so daß ihre Schnittpunkte
ein zur Rotorachse 16 konzentrisches Fünfeck bilden. Unbedingt
notwendig ist dies jedoch nicht. Das zum Schlitzgrund der Längsschlitze
19 weisende Ende der Flügel 20 begrenzt in jedem
Längsschlitz 19 einen Druckraum 21, der mit Kältemittel
gefüllt ist, das unter einem vorgegebenen Druck
steht, der größer ist als der Ansaugdruck und kleiner als der
Kompressionsdruck des Kältemittels. Unter der Wirkung dieses
Druckes liegen die mit ihren Längsachsen parallel zur
Rotorachse 16 ausgerichteten und in Radialrichtung
verschieblichen Flügel 20 mit ihren aus den Längsschlitzen 19
vorstehenden freien Enden an der Innenwand 15 des Hubrings 10
an und unterteilen bei der Rotation des Rotors 11 die
Arbeitsräume 12, 13 in Ansaugzellen 22, 23 und
Kompressionszellen 24, 25 mit veränderlichem Volumen.The cylindrical rotor 11 carries a total of five vanes 20 which slide in longitudinal slots 19 which extend parallel to the rotor axis 16 and extend radially to the circumference of the rotor 11 . The radial axes of the longitudinal slots 19 are shifted transversely by a constant contribution from the rotor axis 16 , so that their intersection points form a pentagon concentric to the rotor axis 16 . However, this is not absolutely necessary. The end of the wings 20 facing the slot base of the longitudinal slots 19 delimits in each longitudinal slot 19 a pressure chamber 21 which is filled with refrigerant which is under a predetermined pressure which is greater than the suction pressure and less than the compression pressure of the refrigerant. Under the effect of this pressure, the blades 20, which are aligned with their longitudinal axes parallel to the rotor axis 16 and are displaceable in the radial direction, rest with their free ends protruding from the longitudinal slots 19 on the inner wall 15 of the cam ring 10 and divide the working spaces 12 when the rotor 11 rotates . 13 in suction cells 22, 23 and compression cells 24, 25 with variable volume.
Zur Gewichtsoptimierung ist der Hubring 10 aus einer
eutektischen oder untereutektischen Aluminiumlegierung
hergestellt. Eine solche Legierung läßt sich gut im
Gießverfahren verarbeiten und nachträglich problemlos
bearbeiten. Zur Reduzierung der Laufgeräusche des
Flügelzellenkompressors und zur Reduzierung der Reibung
zwischen der Innenwand 15 des Hubrings 10 und den Flügeln 20 sind
die Flügel 20 aus z. B. modifiziertem Polyetheretherketon hergestellt. Zur
Verbesserung der Festigkeit sind Kohlenstoffasern eingelegt
und Tefloneinlagerungen vorgesehen.For weight optimization, the cam ring 10 is made of a eutectic or hypoeutectic aluminum alloy. Such an alloy can be easily processed in the casting process and can subsequently be easily processed. To reduce the running noise of the vane compressor and to reduce the friction between the inner wall 15 of the cam ring 10 and the vanes 20 , the vanes 20 are made of z. B. modified polyether ether ketone. To improve the strength, carbon fibers are inserted and teflon deposits are provided.
Die Erfindung ist nicht auf den beschriebenen
Flügelzellenkompressor beschränkt. Sie kann auch bei einem
einflutigen Flügelzellenkompressor sowie bei Flügelzellenpumpen
entsprechender Bauart angewendet werden.The invention is not based on that described
Vane compressor limited. You can also with one
single-flow vane compressor as well as vane pumps
appropriate design can be used.