DE812949C - Oscillating piston compressor with spherical housing - Google Patents

Description

Schwingkolbenverdichter mit kugelförmigem Gehäuse Gegenstand der Erfindung ist ein Schwingkolbenverdichter, bei dem Saug- und Druckkammern von Flügelpaaren zusammen mit einem kugelförmigen Gehäuse gebildet werden. Im Betriebe dieses Verdichters bewegen sich die durch kegelige Führungen gesteuerten Flügel so gegen- und voneinander, daß sich der Inhalt der Kammern fortlaufend von einem Minirnuin zu einem Maximum und umgekehrt verändert. Dabei erfolgen die Schwingbewegungen der Flügel senkrecht zur Drehbewegung der Antriebswelle.Oscillating piston compressor with spherical housing is the subject of the invention is a vibrating piston compressor, with the suction and pressure chambers of pairs of blades be formed together with a spherical housing. In the operation of this compressor the blades controlled by conical guides move towards and from each other, that the contents of the chambers progressively change from a minimum to a maximum and vice versa changed. The swinging movements of the wings take place vertically for rotating the drive shaft.

Zweckmäßig ist es, die kegeligen Führungen für die Flügel derart ansteigend auszubilden, daß das Anliegen der Steuerglieder auf den Führungen dauernd sicher gewährleistet ist.It is useful for the tapered guides for the wings to rise in this way to train that the concern of the control members on the guides permanently safe is guaranteed.

Der Schwingkolbenverdichter weist noch den besonderen Vorteil auf, daß er bei einer Umdrehung ein großes Volumen Luft ansaugen und mit ziemlich hohem Druck abgeben kann, wobei die beweglichen Teile durch widerstandsfähige, sich drehende und gedrungen ausgebildete Mittel gesteuert werden.The oscillating piston compressor also has the particular advantage of that he suck in a large volume of air with one revolution and with a fairly high volume Pressure can be released, the moving parts by resistant, rotating and tightly trained resources are controlled.

Die Erfindung besteht darin, daß auf der Antriebs"N-elle ein Querzapfen mit zwei um diesen Zapfen schwingbar gelagerten Flügelpaaren angeordnet ist, die je aus zwei fest miteinander verbundenen und V-förmig zueinander stehenden, ebenen Flügeln bestehen, die durch Rollen an zwei kegelig gestalteten Führungen derart gesteuert werden, daß in den von ihnen mit dem kugeligen Gehäuse gebildeten Kammern bei einem Umlauf der Antriebswelle abwechselnd zweimal Saug- und Druckräume gebildet werden.The invention consists in that on the drive "N-elle" a transverse pin is arranged with two pivotably mounted wing pairs around this pin, the Each of two planes that are firmly connected to one another and are V-shaped to one another Wings are made by rolling on two conical guides in such a way be controlled that in the chambers formed by them with the spherical housing alternately twice suction and pressure chambers formed during one revolution of the drive shaft will.

Die Erfindung ist in der Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt. Abb. i zeigt einen Querschnitt durch den Schwingkolbenverdichter gemäß der Linie l-1 aus :M)b. 2 und 3.The invention is shown in the drawing in an exemplary embodiment. Fig. i shows a cross section through the oscillating piston compressor along the line l-1 from: M) b. 2 and 3.

Abb.2 ist ein Längsschnitt entsprechend der Linie II-II aus den Abb. i und 3.Fig.2 is a longitudinal section along the line II-II from Fig. i and 3.

Abb. 3 ist ein Querschnitt entsprechend der Linie 111-III aus den Abb. i und 2.FIG. 3 is a cross-section along line III-III in FIG Fig. I and 2.

Abb. 4 zeigt eine Einzelheit des Verdichters im Schnitt.Fig. 4 shows a detail of the compressor in section.

Abb. 5 ist ein Schnitt entsprechend der Linie V-V der Abb.4.Fig. 5 is a section along the line V-V of Fig. 4.

Abb.6 ist ein Schnitt entsprechend der Linie VI-VI der Abb. 4.Fig.6 is a section along the line VI-VI in Fig. 4.

Abb.7 zeigt die beiden Flügelpaare in Seitenansicht.Fig.7 shows the two pairs of wings in side view.

Abb.8 ist ein Schnitt entsprechend der Linie VIII-VIII der Abb. 7.Fig.8 is a section along the line VIII-VIII in Fig. 7.

Abb. 9 veranschaulicht die Ausbildung der Führungen.Fig. 9 illustrates the design of the guides.

Abb. io ist ein Schnitt entsprechend der Linie K-1 der Abb. 2.Fig. 10 is a section along line K-1 of Fig. 2.

Abb. i i ist ein Schnitt entsprechend der Linie 1I-1I der Abb. 2.Fig. I i is a section along the line 1I-1I of Fig. 2.

Der Schwingkolbenverdichter besteht im wesentlichen aus einem Gehäuse und einem darin gelagerten Schwingkolben- oder Flügelpaar.The oscillating piston compressor essentially consists of a housing and a pair of oscillating pistons or vanes stored therein.

Das Gehäuse ruht auf einer Grundplatte 24 (Abb. i und 2). Es ist aus zwei symmetrischen Hälften 7 zusammengesetzt, die auf der Oberseite Kühlrippen 25 aufweisen und die in der Symmetrieebene durch Bolzen und Muttern zusammengeschraubt sind. An den beiden Seiten ist dieses Gehäuse durch zwei Seitenschilde 23 abgeschlossen, die Luftdurchlaßöffnungen 26 aufweisen. In der Mitte dieser beiden Seitenschilde 23 sind Rollenlager eingebaut für eine Antriebswelle i. Auf dieser Antriebswelle i ist in der Mitte an einem Wellenstück 2 mit quadratischem Querschnitt ein Querzapfen 3 befestigt, der die Schwingkolben trägt. Diese bestehen aus zwei Flügelpaaren 4, die um den Drehzapfen 3 schwingbar angeordnet sind. Auf der Außenseite der insgesamt vier Flügel4 sind nahe am äußeren Ende Rollen 5 drehbar gelagert, die an Führungen 6 entlang gleiten, wenn die beiden Flügelpaare ,4 um die Längsachse der Welle i rotieren. Jede Rolle 5 ist gemäß den Abb. 4 bis 6 am Ende eines einarmigen Hebels 18 angeordnet, der um eine Achse i9 schwenkbar ist, die mit einemFlügel festverbunden ist. Der einarmige Hebel 18 ruht mit seinem vorderen Ende auf einer Blattfeder 16 (Abb. 4), die in einer Aussparung 17 des Flügels 4 angeordnet ist. Die Außenflächen der Rollen 5, die ballig sind, liegen an Führungen 6 an, die von entsprechenden, an den Seitenschildern 23 befestigten Ringkörpern (Abb. 3) des Gehäuses gebildet werden. Diese Führungen 6 für die Rollen 5 sind kegelig gestaltet und derart angeordnet, daß die Flügelpaare beim Umlauf der Welle i außer ihrer Drehbewegung um die Drehachse der Welle i senkrecht dazu auch noch Hinundlierbewegungen ausführen. Durch diese Ilinundherbewegungen der Flügelpaare werden zwischen den Flügeln vier Saug- und Druckkammern gebildet. An den Enden des Drehzapfens 3 sind Köpfe 12 angeordnet, die durch im Drehzapfen 3 befesiigte Schraubenbolzen 22 gehalten werden. Die Außenflächen dieser Köpfe 12 sind entsprechend der kugeligen Innenfläche des Gehäuses 7 kugelig gestaltet. In der Längsachse des Drehzapfens 3 ist jeder Kopf 12 so durchbohrt, daß rechtwinklig verlaufende Kanäle 13 entstehen. An beiden Seiten des Gehäuses 7 sind Ein- und Auslaßstutzen 8 und i i für die Luft angeordnet. Durch den Stutzen 8 wird die Luft angesaugt und durch die Öffnung 9 und den Kanal 13 in das Innere des kugeligen Gehäuses eingeführt. Die in dem Verdichter erzeugte Druckluft verläßt das Gehäuse auf der gegenüberliegenden Seite durch den Kanal 13, die Austrittsöffnung io und den Auslaßstutzen i i. Zum Abschluß der Öffnung io dient ein federbelastetes Rückschlagventil 14 (Abb. 3). Die Größe der Köpfe 12 ist derart gewählt, daß sie in der in Abb. 2 gezeigten Stellung über die Ein- und Austrittsöffnungen 9, io hinaus seitlich noch am Gehäuse anliegen. Sie weisen dort Fliehkraftdichtungsringe 21 (Abb.8) auf. Die Flügel 4 sind entsprechend der Abb. 7 mit Ringen 2o besetzt, die die Dichtung zwischen Flügel und Gehäuse herbeiführen.The housing rests on a base plate 24 (Figs. I and 2). It's over two symmetrical halves 7 assembled, the cooling fins 25 on the top have and screwed together in the plane of symmetry by bolts and nuts are. This housing is closed on both sides by two side plates 23, the air passage openings 26 have. In the middle of these two side shields 23 roller bearings are installed for a drive shaft i. On this drive shaft i is a transverse pin in the middle on a shaft piece 2 with a square cross-section 3 attached, which carries the oscillating piston. These consist of two pairs of wings 4, which are arranged to pivot about the pivot 3. On the outside of the total four wings 4 are rotatably mounted near the outer end of rollers 5 on guides 6 slide along when the two pairs of wings, 4 about the longitudinal axis of the shaft i rotate. Each roller 5 is according to FIGS. 4 to 6 at the end of a one-armed lever 18, which is pivotable about an axis i9 which is firmly connected to a wing is. The front end of the one-armed lever 18 rests on a leaf spring 16 (Fig. 4), which is arranged in a recess 17 of the wing 4. The outside surfaces the rollers 5, which are spherical, rest on guides 6, which are of corresponding, formed on the side plates 23 attached ring bodies (Fig. 3) of the housing will. These guides 6 for the rollers 5 are conical and arranged in such a way that that the pairs of blades when the shaft i revolves except for their rotational movement about the axis of rotation the shaft i also perform rounding movements perpendicular to it. Through this There are four suction and reciprocating movements of the pairs of wings between the wings Pressure chambers formed. At the ends of the pivot 3 heads 12 are arranged, which are held by screw bolts 22 attached in the pivot 3. The outside surfaces these heads 12 are spherical in accordance with the spherical inner surface of the housing 7 designed. In the longitudinal axis of the pivot 3, each head 12 is drilled through so that that right-angled channels 13 arise. On both sides of the case 7 inlet and outlet ports 8 and i i are arranged for the air. Through the nozzle 8 the air is sucked in and through the opening 9 and the channel 13 into the interior of the spherical housing introduced. The compressed air generated in the compressor leaves the housing on the opposite side through the channel 13, the outlet opening io and the outlet port i i. A spring-loaded one is used to close the opening io Check valve 14 (Fig. 3). The size of the heads 12 is chosen so that they in the position shown in Fig. 2 beyond the inlet and outlet openings 9, io still rest on the side of the housing. They have centrifugal sealing rings 21 there (Fig.8) on. The wings 4 are filled with rings 2o as shown in Fig. 7, which form the seal between the wing and the housing.

Die Flügel 4 weisen nahe am Grunde Aussparungen 15 zur Abführung verdichteter Luft auf. Auf den Führungen 6 der Rollen sind, wie Abb. 3 zeigt, Auflagen vorgesehen, die von innen nach außen dicker sind und die daher eine dauernde gute Anlage der Rollen 5 herbeiführen.The wings 4 have recesses 15 close to the base for discharging compressed Air on. As Fig. 3 shows, supports are provided on the guides 6 of the rollers, which are thicker from the inside out and therefore a permanent good investment of the Induce Rolls 5.

Die Flügel ,4 der beiden Flügelpaare haben gemäß den Abb. 1, 3, 7, io und i i einen V-förmigen Querschnitt. In ihrer einen Endlage am Ende ihrer Gegeneinanderbewegung liegen je zwei Flügel 4 ohne erheblichen Zwischenraum dicht aufeinander, wie das Abb. i im oberen Teil zeigt; in ihrer anderen Endlage sind diese zwei Flügel 4 weitgehendst geöffnet (s. unteren Teil der Abb. i).The wings, 4 of the two pairs of wings have according to Figs. 1, 3, 7, io and i i have a V-shaped cross section. In their one end position at the end of their mutual movement two wings 4 each lie close to one another without a significant gap, like that Fig. I shows in the upper part; In their other end position, these two wings 4 are largely opened (see lower part of Fig. i).

Durch die Führung der Rollen 5 auf den kegeligen Führungen 6 gemäß Abb. 9 wird bei jedem Umlauf der Welle i erreicht, daß jede Seite des Flügelpaares sich einmal möglichst weit öffnet und sich dann wieder möglichst eng schließt. Beim Öffnen der Flügel 4 strömt durch den Einlaßstutzen 8, die Öffnung 9 und den Kanal 13 Luft in die von zwei Flügeln 4 und dem Gehäuse 7 gebildete Saugkammer. Hat sich der eine Kopf 12, durch den die Luft eingesogen wurde, um i8o° gedreht (Abb. 2), so wird die dabei verdichtete Luft durch den Kanal 13 aus der Öffnung i o des Gehäuses entgegen der Wirkung des Rückschlagventils 14 herausgedrückt. Die Druckluft verläßt den Verdichter durch den Auslaßstutzen i i und tritt danach in einen Windkessel ein. Bei Erreichung der Endstellung (vgl. den oberen Teil der Abb. i) kann der letzte Rest der verdichteten Luft durch den von den Aussparungen 15 gebildeten Kanal, den anschließenden Kanal 13 und die Öffnung io noch austreten. Der Vorgang des Ansaugens der Luft, des Verdichtens und des Herausdrückens erfolgt während eines Umlaufes der Antriebswelle i zweimal. Die Schmierung erfolgt im wesentlichen durch die Antriebswelle i hindurch, die mit einer LängsbohrulTg 28 und mehreren Querbohrungen versehen ist. Die \Velle i mündet am freien Ende in einen Schmiermittelhehälter 27, aus dem das Schmiermittel durch die Bohrung 28 der Antriebswelle i und durch Querbohrungen 29, 30, 33, durch den Kanal 31 und durch Bohrungen 32 auf die Führungen 6 für die Rollen 5 und an die kugelige Innenfläche des Gehäuses 7 gelangt. Außerdem tritt es durch die Querbohrungen 33 auch an die äußeren Führungsflächen der auf dem Querzapfen schwingbar gelagerten Flügelpaare q.By guiding the rollers 5 on the tapered guides 6 according to FIG Fig. 9 is reached with each revolution of the wave i that each side of the wing pair opens as wide as possible once and then closes again as tightly as possible. At the Opening of the wings 4 flows through the inlet port 8, the opening 9 and the channel 13 Air into the suction chamber formed by two blades 4 and the housing 7. Has the one head 12 through which the air was sucked in rotated by 180 ° (Fig. 2), so the compressed air is thereby through the channel 13 from the opening i o of the housing pushed out against the action of the check valve 14. The compressed air leaves the compressor through the outlet connection i i and then enters an air chamber a. When the end position is reached (see the upper part of Fig. I), the last Rest of the compressed air through the channel formed by the recesses 15, the subsequent channel 13 and the opening io still emerge. The process of suction the air, the compression and the pushing out takes place during one cycle the drive shaft i twice. The lubrication takes place essentially through the drive shaft i, which is equipped with a longitudinal bore 28 and several Cross bores is provided. The \ Velle i opens at the free end into a lubricant container 27, from which the lubricant through the bore 28 of the drive shaft i and through Cross holes 29, 30, 33, through the channel 31 and through holes 32 on the guides 6 for the rollers 5 and the spherical inner surface of the housing 7 arrives. aside from that it occurs through the transverse bores 33 also on the outer guide surfaces of the the transverse pivot pivotable pairs of wings q.

Beim Umlauf und bei der Hinundherbewegung der Flügelpaare ,4 wird durch die öffnung 26 der Seitenschilde des Gehäuses 7 Luft fortlaufend eingesaugt und wieder ausgestoßen, wodurch eine wirksame Kühlung des Verdichters herbeigeführt wird.As the pairs of wings revolve and reciprocate, 4 becomes Air is continuously sucked in through the opening 26 of the side shields of the housing 7 and discharged again, whereby an effective cooling of the compressor is brought about will.

Um der Wirkung der Fliehkraft auf die die Rollen 5 tragenden Hebel 18 entgegen zu wirken, sind zwischen den Wänden der Aussparungen 17 und den Hebeln 18 an den Flügeln 4 befestigte Einlagen 34 (Abb. 6) angeordnet.To the effect of the centrifugal force on the levers supporting the rollers 5 To counteract 18 are between the walls of the recesses 17 and the levers 18 inserts 34 attached to the wings 4 (Fig. 6) are arranged.

Claims (7)

PATEN TANSPRUCHE: 1. Schwingkolbenverdichter mit kugelförmigem Gehäuse, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Antriebswelle (i) ein Querzapfen (3) mit zwei um diesen Zapfen schwingbar gelagerten Flügelpaaren angeordnet ist, die je aus zwei miteinander verbundenen, V-förmig zueinander stehenden, ebenen Flügeln (d) bestehen, die durch an zwei kegelig gestalteten Führungen (6) entlang laufende Rollen (5) derart gesteuert werden, daß in den von ihnen mit dem kugeligen Gehäuse (7) gebildeten Kammern bei jedem Umlauf der "\iitriel>swelle (i) abwechselnd zweimal Saug- und Druckräume gebildet werden. CLAIMS: 1. Oscillating piston compressor with spherical housing, characterized in that a transverse pin (3) is arranged on the drive shaft (i) with two pairs of blades which are pivotably mounted about this pin and which each consist of two planar, V-shaped, connected to each other There are wings (d), which are controlled by rollers (5) running along two conical guides (6) in such a way that in the chambers they form with the spherical housing (7) with each revolution of the "\ iitriel> shaft ( i) alternately twice suction and pressure spaces are formed. 2. Verdichter nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die mit den Flügeln () verbundenen Rollen (5) auf einarmigen Hebeln (i 8) drehbar gelagert sind, die unter dem Druck von Federn (16) gegen die Führungen (6) gedrückt werden. 2. Compressor according to claim i, characterized in that that the rollers (5) connected to the wings () are rotatable on one-armed levers (i 8) are stored, which are pressed under the pressure of springs (16) against the guides (6) will. 3. Verdichter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zum Andrücken der Rollen (5) an die Führungen (6) in Aussparungen (17) der Flügel (.4) eingelegte Blattfedern (16) verwendet werden. .3. Compressor according to claim 2, characterized in that for pressing of the rollers (5) on the guides (6) in recesses (17) of the wing (.4) inserted Leaf springs (16) are used. . 4. Verdichter nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die als Anlage für die Rollen (5) dienenden Führungen (6) im Gehäuse (7) in der Richtung von innen nach außen ansteigen, um dauernd eine gute Anlage zu gewährleisten. 4. Compressor according to claim i, characterized in that that the guides (6) in the housing (7) serving as a system for the rollers (5) in increase in the direction from the inside to the outside in order to ensure a permanent good system. 5. Verdichter nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenränder der Flügel Mit eingelegten Dichtungsringen (20) zur Abdichtung ausgestattet sind. 5. Compressor according to claim i, characterized in that the outer edges of the blades Are equipped with inserted sealing rings (20) for sealing. 6. Verdichter nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Flügel (,4) innen, nahe am Grunde, Aussparungen (15) zur Abführung verdichteter Restluft aufweisen. 6. Compressor according to claim i, characterized in that the wings (4, 4) inside, close to the bottom, Have recesses (15) for discharging compressed residual air. 7. Verdichter nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der die Flügel (.4) tragende Ouerzapfen (3) an den Enden Köpfe (12) mit kugeligen, gegen das Gehäuse mit Fliehkraftdichtungsringen (21) abgedichteten Endflächen aufweist, deren Durchmesser so groß sind, daß sie außerhalb der Ein- und Auslaßöffnungen (9, io) im Gehäuse abdichten, und daß die Köpfe (12) an den Enden mit Kanälen (13) versehen sind, die in der Abschlußstellung der Köpfe (12) die Verbindung zwischen den Druckkammerli einerseits und der Einlaßöffnung (9) bzw. der Auslaßöffnung (io) andererseits herstellen. B. Verdichter nach Anspruch i, gekennzeichnet durch die Anordnung eines Rückschlagventils (14) im Luftauslaßstutzen (11).7. Compressor after Claim i, characterized in that the Ouerzapfen carrying the wings (.4) (3) at the ends heads (12) with spherical, against the housing with centrifugal sealing rings (21) has sealed end faces whose diameters are so large that they seal outside the inlet and outlet openings (9, io) in the housing, and that the Heads (12) are provided at the ends with channels (13) which in the final position of the heads (12) the connection between the Druckkammerli on the one hand and the inlet opening (9) or the outlet opening (io) on the other hand. B. Compressor according to claim i, characterized by the arrangement of a check valve (14) in the air outlet nozzle (11).