DE760647C - Reciprocating compressors - Google Patents

Description

Es sind Drehkolbenverdichter bekannt, deren Drehkolben außermittig in einem Gehäuse angeordnet sind, wogegen der Läuferkörper mittig zum Gehäuse umläuft. Derartige Verdichter besitzen in der Regel mehrere starr verbundene Flügel, die den Drehkolbenmantel durchdringen. Der Drehkolben ist hierbei gewöhnlich aus einzelnen Segmenten hergestellt, die sich gegenseitig verschieben können, um der Veränderung der Bogenlängen zwischen den einzelnen Flügeln während jeden Umlaufes Rechnung zu tragen. Diese bekannten Bauarten bereiten hinsichtlich der Abdichtung an den Überlappungsstellen der Drehkolbensegmente und an den Durchdringungsstellen zwischen Flügel und Drehkolben Schwierigkeiten, wozu noch starke Reibungsverluste und Abnutzungserscheinungen kommen.Rotary piston compressors are known whose rotary piston is eccentric in a housing are arranged, whereas the rotor body rotates centrally to the housing. Such compressors usually have several rigidly connected wings that penetrate the rotary piston jacket. The rotary piston is here usually made of individual segments that are mutually exclusive can move to the change in arc lengths between each wing to be taken into account during each cycle. These known types prepare with regard to the sealing at the overlap points of the rotary piston segments and at the penetration points between the wing and Rotary piston difficulties, including severe frictional losses and signs of wear come.

Ferner ist es bekannt, in einem mittig zum Gehäuse gelagerten Drehkolben radial bewegliche Kolben anzuordnen und diese Kolben durch eine außermittig an den Gehäusedeckel angeordnete Nut zu steuern. Auch Verdichter dieser Bauart lassen sich doppelt wirkend ausbilden, doch ist ihre Förderleistung verhältnismäßig begrenzt. Die Förderleistung hängt einerseits von der gesamten Abmessung des Verdichters, andererseits von der möglichen Exzentrizität zwischen FührungsnutIt is also known to be able to move radially in a rotary piston mounted in the center of the housing Arrange piston and this piston through an eccentric to the housing cover to control arranged groove. Compressors of this type can also be double-acting train, but their funding capacity is relatively limited. The capacity depends on the one hand on the overall dimensions of the compressor, on the other hand on the possible Eccentricity between guide groove

und Gehäusemitte ab. Insbesondere bei schnell laufenden oder in der Drehzahl in weiten Grenzen rasch wechselnden Brennkraftmaschinen ist es jedoch erforderlich, die Exzentrizität gering zu halten, um nicht unerwünscht hohe Massenbeschleunigungen im Verdichter zu erhalten. Die Baugröße kann aber gerade bei Fahrzeugbrennkraftmaschinen ebenfalls nicht beliebig groß gewählt werden, ίο Bei diesen bekannten Verdichtern besteht somit nur die Möglichkeit, die Förderleistung bei gegebenen baulichen Abmessungen der Führungsnut dadurch zu erhöhen, daß die radial beweglichen Kolben möglichst niedrig gehalten werden, so daß sie schließlich die Form von über die ganze Breite des Verdichters durchgehenden, plattenförmigen Bauteilen erhalten. Auch diesen konstruktiven Ausbildungen sind jedoch Grenzen gezogen, denn die bekannten Bauarten benötigen eine entsprechende zuverlässige Führung der Kolben in den Verdichtungskammern des Drehkolbens. Somit läßt sich auch eine beliebige Verbreiterung der Verdichtungskammern in Unifangsrichtung nicht durchführen: denn je weiter die Führungswände der Verdichtungskammern auseinanderrücken, um so langer muß, um ein Kippen zu vermeiden, die Führungsfiäche der radial bewegliehen Kolben gewählt werden. Sämtliche bisher bekannten Verdichterbauarten sind demnach auf Grund ihrer baulichen Abmessung sowie mit Rücksicht auf die Beschränkung in der Wahl der den Kolbenhub bedingenden Exzentrizität der Führungsnut nicht für den Betrieb bei rasch laufenden oder im Drehzahlbereich rasch wechselnden Brennkraftmaschinen geeignet.and center of the housing. Especially with fast running or in the speed in wide However, limits rapidly changing internal combustion engines require the eccentricity to be kept low in order not to obtain undesirably high mass accelerations in the compressor. The size can however, especially in the case of vehicle internal combustion engines, they cannot be chosen arbitrarily large, ίο With these known compressors there is only the possibility of the delivery rate to increase for given structural dimensions of the guide groove that the radially movable piston as low as possible are held so that they will eventually take the shape of the full width of the compressor received continuous, plate-shaped components. However, there are also limits to this constructive training. because the known types require a corresponding reliable guidance of the Pistons in the compression chambers of the rotary piston. Any Do not widen the compression chambers in the direction of the university: because the further the guide walls of the compression chambers move apart, the longer it has to be to avoid tipping, the guide surface of the radially movable piston can be selected. All Previously known types of compressors are therefore due to their structural dimensions as well as taking into account the restriction in the choice of the eccentricity of the guide groove that determines the piston stroke not for operation in internal combustion engines that run rapidly or that rapidly change in the speed range suitable.

Nach der Erfindung wird ein gerade für diese ungünstigen Betriebsverhältnisse besonders geeigneter doppelt wirkender Kolbenverdichter dadurch geschaffen, daß als Kolben die in der Nut geführten Segmente der Gehäusedeckel eines Drehkolbens dienen, wobei die Begrenzungswände der Verdichtungskammern durch die Bahn der Kanten der Segmente bestimmt werden, die diese Kanten während einer Umdrehung des Drehkolbens beschreiben.According to the invention, an especially for these unfavorable operating conditions suitable double-acting piston compressor created in that as a piston the segments of the housing cover of a rotary piston guided in the groove are used, wherein the boundary walls of the compression chambers are determined by the path of the edges of the segments which these edges describe during one revolution of the rotary piston.

Bei dieser Ausführung werden somit die Begrenzungswände der Verdichtungskammern von der Führung der Kolben entlastet, so daß diese Kolben die Form verhältnismäßig dünner Platten erhalten können, die ihre Führung auf einer ganzen Breite in sie steuernden Nuten der Deckelstütze des Verdichters erfahren. Die Verdichtungskammern können ferner, da auf die Führungslänge der Kolben in den Verdichtungskammern keine Rücksicht genommen werden muß, auch eine erhebliche Breite in Umfangsrichtung erhalten, so daß sich eine hohe Förderleistung erzielen läßt, ohne zur Anwendung einer größeren Exzentrizität zwischen Läuferkörper und Führungsring gezwungen zu sein. Es : können somit auch die Beschleunigungskräfte ! denkbar gering gehalten werden, woraus sich gleichzeitig eine besondere Unempfindlichkeit gegen Verschleißerscheinungen ergibt.In this embodiment, the boundary walls of the compression chambers are thus relieved of the guiding of the piston, so that these pistons have the shape relatively Thinner plates can get their guidance over a full width in them controlling grooves of the cover support of the compressor Experienced. The compression chambers can also, since there is no on the guide length of the pistons in the compression chambers It must be taken into account, also get a considerable width in the circumferential direction, so that a high delivery rate can be achieved without using a greater eccentricity between the rotor body and guide ring to be forced. It: can thus also the forces of acceleration ! can be kept as low as possible, which at the same time results in a special insensitivity against signs of wear.

Ein weiterer Vorteil besteht bei der erfindungsgemäßen Ausführungsform darin, daß die Volumenänderung in den zwischen Drehkolben und Gehäuse liegenden Verdichtungskammern genau übereinstimmt mit der Volumenänderung der im Innern des Drehkolbens entsprechenden Räume. Die Förderung ist daher in beiden Verdichtungsräumen gleich groß, was für den Betrieb, insbesondere für Fahrzeugbrennkraftmaschinen, jedenfalls von besonderer Bedeutung ist.Another advantage of the embodiment according to the invention is that the change in volume in the compression chambers located between the rotary piston and housing corresponds exactly to the change in volume the corresponding spaces inside the rotary piston. The promotion is therefore in both agglomerations the same size, what for operation, especially for vehicle internal combustion engines, at least is of particular importance.

In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung in einer beispielsweisen Ausführungsform in einer schematischen Schnittdarstellung wiedergegeben.In the drawing, the subject matter of the invention is in an exemplary embodiment reproduced in a schematic sectional view.

In einem Gehäuse 1 ist außermittig zum Gehäusemittelpunkt ein Drehkolben gelagert, der in mehrere Segmente 2 unterteilt ist. Die einzelnen Segmente sind in den Stirnwänden des Gehäuses entweder unmittelbar in Nuten 3 geführt, oder sie sind in der Nut von Ringen gelagert, die ihrerseits in den Stirnwänden des Gehäuses drehbar angeordnet sind.In a housing 1, a rotary piston is mounted eccentrically to the housing center point, which is divided into several segments 2. The individual segments are in the end walls of the housing either directly in grooves 3, or they are in the groove of rings stored, which in turn are rotatably arranged in the end walls of the housing.

Der Läuferkörper 4 des Verdichters ist mittig in dem Gehäuse 1 gelagert und in mehrere radial angeordnete Kammern 5 unterteilt. Die in Umfangsrichtung liegenden Begrenzungswände 6 besitzen eine Form, die durch die Bahn bestimmt ist, die die Kanten 7 der Segmente 2 während eines Umlaufes beschreiben. Die Kanten sind entsprechend ballig ausgeführt, so daß sie in allen Stellungen die Begrenzungswände 6 auf einer Linie berühren. Bei entsprechender Stärke der Segmente 2 können deren ballige Kanten an den Begrenzungswänden 6 auch dann eine Linienabdichtung in allen Stellungen bewirken, wenn die Begrenzungswände einer Kammer parallel verlaufen. Gegebenenfalls können die Kanten 7 auch mit entsprechend tiefen Längsrillen versehen sein, um eine Labyrinthdichtung an den Berührungsstellen zu bewirken.The rotor body 4 of the compressor is mounted centrally in the housing 1 and in several radially arranged chambers 5 divided. The boundary walls lying in the circumferential direction 6 have a shape which is determined by the path that the edges 7 describe the segments 2 during one cycle. The edges are correspondingly convex so that they can be used in all positions touch the boundary walls 6 on a line. With a corresponding thickness of the segments 2, their convex edges can the boundary walls 6 then also cause a line seal in all positions, when the boundary walls of a chamber run parallel. If necessary, the edges 7 can also be used accordingly deep longitudinal grooves to create a labyrinth seal at the points of contact to effect.

Durch die Segmente 2 des Drehkolbens werden die Kammern 5 in äußere und innere Verdichtungskammern 8 bzw. 9 unterteilt, während die Saug- und Drucköffnungen des Verdichters (nicht dargestellt) in den Stirnwänden des Gehäuses angeordnet sind.Through the segments 2 of the rotary piston, the chambers 5 are in outer and inner Compression chambers 8 and 9 divided, while the suction and pressure ports of the Compressor (not shown) are arranged in the end walls of the housing.

Die Herstellung der Kammern des Läuferkörpers 4 kann beispielsweise mit hohem Genauigkeitsgrad in einfacher Weise durch Räumen erfolgen, wobei es ohne weiteresThe manufacture of the chambers of the rotor body 4 can for example be done with a high degree of accuracy can be done in a simple manner by broaching it easily

möglich ist, die Kurvenform der Begrenzungswände 6 zu erzielen. it is possible to achieve the curve shape of the boundary walls 6.

Wird der Läuferkörper 4 in Umlauf versetzt, so bewegen sich die Segmente 2 des Kolbenmantels in Längsrichtung der Kammern auf und ab, wobei beispielsweise in der äußeren Kammer der Saughub, in der inneren dagegen der Druckhub stattfindet.If the rotor body 4 is set in rotation, the segments 2 of the move Piston skirt in the longitudinal direction of the chambers up and down, for example in the The suction stroke takes place in the outer chamber, while the pressure stroke takes place in the inner chamber.

Claims (1)

Patentanspruch:Claim: Kolbenverdichter mit radial in einem mittig zum Gehäuse gelagerten Läuferkörper angeordneten Verdichtungsräumen und darin untergebrachten, durch eine außermittige Führungsnut im Gehäuse gesteuerten Kolben, dadurch gekennzeichnet, daß als Kolben die in den Nuten (3) geführten Segmente eines Drehkolbens dienen, wobei die Begrenzungswände (6) der Verdichtungskammern (5) durch die Bahn der Kanten (7) der Segmente bestimmt werden, die diese Kanten während einer Umdrehung des Drehkolbens beschreiben. Piston compressor with a rotor body mounted radially in the center of the housing arranged compression chambers and housed therein, controlled by an eccentric guide groove in the housing Piston, characterized in that the segments of a rotary piston guided in the grooves (3) are used as the piston serve, the boundary walls (6) of the compression chambers (5) through the Path of the edges (7) of the segments are determined which describe these edges during one revolution of the rotary piston. Zur Abgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden:To differentiate the subject matter of the invention from the state of the art, the granting procedure the following publications have been considered: Deutsche Patentschrift Nr. 136 919;German Patent No. 136,919; USA.-Patentschriften Nr. 830 636,
891 372.U.S. Patent No. 830,636,
891 372. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings 1 9525 6.1 9525 6.