DE3418251A1 - ROTARY VALVE COMPRESSOR AND RELATED RUNNER - Google Patents
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Description
Beschreibungdescription
Die Erfindung bezieht sich auf einen Drehschieberkompressor und betrifft insbesondere einen Läufer für einen Drehschieberkompressor .The invention relates to a rotary vane compressor and more particularly relates to a rotor for a rotary vane compressor.
^q Drehschieberkompressoren werden auf vielen Gebieten der^ q Rotary vane compressors are used in many areas of the
Industrie zum Komprimieren von Fluiden und Gasen eingesetzt. Bekannte Kompressoren der genannten Art sind relativ schwer, und seit langer Zeit besteht das Bestreben, einen leicht-' gewichtigen Kompressor dieser Art zu bauen, welcher bei hoher Leistung nur geringer Wartung bedarf. Diesbezüglich kommt es insbesondere darauf an, daß der Läufer eines solchen Drehschieberkompressors leichtgängig und möglichst schwingungsfrei rotiert. Die Verwendung von Läufern aus Aluminium bot bisher gewisse Schwireigkeiten, hervorgerufenIndustry used to compress fluids and gases. Known compressors of the type mentioned are relatively heavy, and there has been an effort for a long time to produce a light- ' to build a weighty compressor of this type, which requires little maintenance at high performance. Regarding this it is particularly important that the rotor of such a rotary vane compressor runs smoothly and as easily as possible rotates vibration-free. The use of aluminum runners has so far presented certain difficulties
durch die Gefahr des Fressens aufgrund der Reibung der zu by the risk of fretting due to the friction of the too
Schieber in den Schlitzen sowie zwischen dem Läuferkörper und dem ihn umgebenden Gehäuse.Slide in the slots and between the rotor body and the housing surrounding it.
Ein wesentliches Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines __ Läufers für einen Drehschieberkompressor, bei welchem die Reibung zwischen den Schiebern und den Schlitzwandungen des Läufers auf ein Mindestmaß verringert ist.An essential aim of the invention is to create a rotor for a rotary vane compressor, in which the Friction between the slides and the slotted walls of the runner is reduced to a minimum.
Ein weiters Ziel ist die Verringerung der Reibung zwischen dem Läufer und dem Gehäuse, in welchem dieser drehbar gelagert ist.Another aim is to reduce the friction between the rotor and the housing in which it rotates is stored.
Diese und andere Ziele der Erfindung sind erreicht durch die Schaffung eines Drehschieberkompressors mit einemThese and other objects of the invention are achieved by providing a rotary vane compressor having a
außermittig drehbar gelagerten Läufer. Der Läufer hat eine 35eccentrically rotatable rotor. The runner has a 35
Anzahl von Schlitzen, in denen jeweils ein Schieber beweglich geführt ist. Die Wandungsflächen der Schlitze haben jeweils eine Metalloxideohicht. Zu dem Kompressor gehörtNumber of slots in each of which a slide is movably guided. The wall surfaces of the slots have a metal oxide layer each. Belongs to the compressor
ferner ein Gehäuse, in welchem der Läufer gelagert ist. Der Körper des Läufers ist vorzugsweise aus Aluminium, wobei dann die Oxidschicht durch anodische Oxydation der die Schlitze begrenzenden Metallwandungen gebildet sein kann. In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Schieber aus Kohlenstoff gefertigt.furthermore a housing in which the rotor is mounted. The body of the rotor is preferably made of aluminum, in which case the oxide layer is produced by anodic oxidation of the the slots delimiting metal walls can be formed. In a preferred embodiment, the slides are off Made of carbon.
Weitere Ziele und Vorteile der Erfindung lassen sich bei Anwendung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen erreichen.Other objects and advantages of the invention can be obtained using the invention in its various embodiments reach.
Im folgenden sind solche Ausführungsbeispiele· der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:In the following, such exemplary embodiments of the invention are explained with reference to the drawing. Show it:
Fig. 1 eine Schnittansicht eines Drehschieberkompressors in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung,1 is a sectional view of a rotary vane compressor in a preferred embodiment of the invention,
Fig. 2 eine Ansicht im Schnitt entlang der Linie A-A' in Fig. 1,Fig. 2 is a view in section along the line A-A ' in Fig. 1,
Fig. 3 eine Stirnansicht eines Läufers, bei welchem eine anodische Oxidschicht auf den Wandungen der Schlitze gebildet ist undFig. 3 is a front view of a rotor, in which an anodic oxide layer on the walls of the slots is formed and
Fig. H eine Stirnansicht eines Läufers, bei welchem alle Oberflächen desselben mit Ausnahme der Schieberschlitzwandungen mit einer Kunstharzbeschichtung versehen sind.FIG. H shows an end view of a rotor in which all surfaces thereof, with the exception of the slide slot walls, are provided with a synthetic resin coating.
Bei der vorliegenden Erfindung handelt es sich um einen Drehschieberkompressor, bei welchem die innere Reibung durch Beschichtung von bestimmten Teilen desselben auf ein Mindestmaß verringert ist.The present invention is a rotary vane compressor in which the internal friction by coating certain parts of the same is reduced to a minimum.
Gemäß der Erfindung hat der Kompressor einen außermittig drehbar gelagerten Läufer. Dieser hat eine Anzahl von Schlitzen für die Aufnahme jeweils eines beweglichen Schiebers. In der dargestellten Ausführungsform hat der LäuferAccording to the invention, the compressor has an eccentrically rotatably mounted rotor. This one has a number of Slots for receiving one movable slide each. In the embodiment shown, the runner has
eine Anzahl von radial ausgerichteten Schiberschlitzen 15.a number of radially aligned scraper slots 15.
Wie man insbesondere in Fig. 2 erkennt, dienen die Schlitze 15 der Aufnahme jeweils eines beweglichen Schiebers 16. Die Drehung des außermittig gelagerten Läufers 10 bewirkt, daß sich die Schieber 16 in den Schlitzen 15 radial ein- und auswärts bewegen, wobei sie aufgrund der Reibung zwischen ihren äußeren Rändern und der Innenwand eiens Kompressorgehäuses gewissen Biegekräften unterworfen sind.As can be seen in particular in FIG. 2, the slots 15 each serve to accommodate a movable slide 16. The rotation of the eccentrically mounted rotor 10 causes the slide 16 to move radially into the slots 15. and move outward, due to the friction between their outer edges and the inner wall of a compressor housing are subject to certain bending forces.
Gemäß der Erfindung weisen die Wandungen der Schieberschlitze 15 jeweils eine Metalloxidschicht auf. Wie man insbesondere in Fig. 3 erkennt, ist auf den Innenflächen der Schieberschlitze 15 des Läufers 10 eine Beschichtung 1 vorhanden. Vorzugsweise ist der Läufer aus Aluminium, wobei dann die Beschichtung 1 durch anodische Oxydation des die Wandungen der Schlitze 15 darstellednen Metalls' gebildet ist. Eine solche Beschichtung verringert die Reibung zwischen den Schlitzwandungen und den Schiebern. Im falle, von aus Kohlenstoff gefertigten Schiebern ist durch die Bildung einer Schicht aus anodisiertem Aluminium auf den Schlitzwandungen eine besonders wirksame Verringerung der Reibung der Schieber erzielbar.According to the invention, the walls of the slide slots 15 each have a metal oxide layer. How one 3, in particular, there is a coating 1 on the inner surfaces of the slide slots 15 of the rotor 10 available. The rotor is preferably made of aluminum, in which case the coating 1 is produced by anodic oxidation of the die Walls of the slots 15 represent metal 'is formed. Such a coating reduces the friction between the Slotted walls and the slides. In the case of valves made of carbon it is due to the formation of a Layer of anodized aluminum on the slit walls is a particularly effective reduction in the friction of the slide achievable.
Gemäß der Erfindung gehört zum Kompressor ferner eine Welle, welche den Läufer entlang seiner Drehachse durchsetzt und fest mit diesem verbunden ist. Wie insbesondere in Fig. 1 dargestellt, ist die den Läufer 10 tragende Welle 12 mittels einer vorderen Lageranordnung 18 und eines hinteren Lagers 19 drehbar gelagert.According to the invention, the compressor also includes a shaft which passes through the rotor along its axis of rotation and is firmly connected to this. As shown in particular in FIG. 1, the shaft 12 carrying the rotor 10 is by means of a front bearing assembly 18 and a rear bearing 19 are rotatably mounted.
Der erfindungsgemäße Kompressor hat ferner ein Gehäuse, welches den Läufer umgibt und in welchem die Welle gelagert ist. In der dargestellten Ausführungsform hat das Gehäuse eine die vordere Lageranordnung 18 enthaltende vordere Endwand 21, eine das hintere Lager 19 enthaltedne hintere Endwand 23 und einen sich zwischen den Endwänden erstreckenden Gehäusemantel 22. In diesem ist eine Buchse 30 mittels eines pneumatischen Lagers drehbar gelagert. Die Schieber 16The compressor according to the invention also has a housing, which surrounds the rotor and in which the shaft is mounted. In the illustrated embodiment, the housing a front end wall 21 containing the front bearing assembly 18, a rear end wall including the rear bearing 19 23 and a housing jacket 22 extending between the end walls. In this a socket 30 is by means of a pneumatic bearing rotatably mounted. The slide 16
berühren die Innenfläche der drehbaren Buchse 30 und begrenzen mit dieser die einzelnen Kammern, in denen das den Kompressor durchströmende Fluid komprimiert wird. Im Rahmen der Erfindung können die Schieber 16 jedoch auchtouch the inner surface of the rotatable bush 30 and limit with this the individual chambers in which the fluid flowing through the compressor is compressed. In the context of the invention, however, the slide 16 can also
5 ohne Zwischenschaltung der drehbaren Buchse 30 direkt mit der Innenwand des Gehäuses in Berührung stehen.5 without the interposition of the rotatable bush 30 directly with are in contact with the inner wall of the housing.
Als weiteres Mittel zur Verringerung der Reibung in einem Kompressor der hier beschriebenen Art ist eine Beschichtung oder Imprägnierung der Oberflächen des Läufers, mit Ausnahme der Schieberschlitze, mit einem Kunstharz vorgesehen. Die Welle ist ebenfalls von der Harzbeschichtung oder -Imprägnierung ausgenommen, da eine solche Beschichtung der Welle die Abmessungen derselben in unzulässiger Weise verändern würde, so daß sich Schwierigkeiten im Hinblick auf die Lagerung der Welle ergeben würden. Eine solche Beschichtung verringert die Reibung und damit den Abrieb an den Stellen, an denen der Läufer intermittierend mit dem Gehäuse oder der drehbaren Buchse in Berührung kommt, wodurch der Kompressor eine verlängerte Standzeit erhält.Another means of reducing friction in a compressor of the type described here is a coating or impregnation of the surfaces of the rotor, with the exception of the slide slots, with a synthetic resin. The shaft is also excluded from the resin coating or impregnation, since such a coating of the Wave would change the dimensions of the same in an unacceptable manner, so that difficulties arise with regard to the storage of the shaft would result. Such a coating reduces the friction and thus the abrasion on the Places where the rotor intermittently comes into contact with the housing or the rotatable sleeve, whereby the Compressor has a longer service life.
Wie man in Fig. 4 erkennt, hat der Läufer 10 eine sich über seine gesamte Oberfläche einschließlich der Schieberschlitze 15 erstreckende Oxidschicht 1 und eine sich über seine gesamte Oberfläche mit Ausnahme der Schieberschlitze erstreckende Harzbeschichtung 2. Insbesondere hat die äußere Umfangsfläche des Läufers eine solche Harzbeschichtung 2, während die Schieberschlitze nicht mit einer solchen Beschichtung versehen sind. As can be seen in Fig. 4, the rotor 10 has a Over its entire surface including the slide slots 15 extending oxide layer 1 and one over Resin coating 2 extending over its entire surface except for the slider slits outer peripheral surface of the rotor such a resin coating 2, while the slide slots are not provided with such a coating.
Für die Harzbeschichtung eignen sich u.A. Polyimidharze, Polyesterharze, Phenolharze, Polytetrafluoräthylen und dergl.. Die Beschichtung kann dabei in herkömmlicher Weise auf den Läufer aufgebracht sein. Zuvor wird der in Fig. 4 dargestellte Läufer über seine gesamte Oberfläche einer anodischen Oxydation unterworfen.For the resin coating, i.a. Polyimide resins, polyester resins, phenolic resins, polytetrafluoroethylene and The like .. The coating can be applied to the runner in a conventional manner. Before that, the one shown in FIG. 4 The rotor shown is subjected to anodic oxidation over its entire surface.
Zur Erzielung der günstigsten Wirkung hat die BeschichtungTo achieve the best effect, the coating has
aus einem der genannten Harze vorzugsweise eine Dicke von ca. 0,01 bis 0,25 mmfrom one of the resins mentioned, preferably a thickness of about 0.01 to 0.25 mm
Wie man in Fig. 1 und 2 erkennt, ist die mit dem Läufer 10 einstückige oder fest mit diesem verbundene Welle 12 mittels der Lageranordnungen 18 und 19 in der vorderen Endwand 21 bzw. der hinteren Endwand 23 gelagert und trägt an ihrem aus der vorderen Endwand hervorstehenden Endstück eine Riemenscheibe 14 für die übertragung des Drehmoments von einem Antrieb.As can be seen in Fig. 1 and 2, the one-piece with the rotor 10 or firmly connected to this shaft 12 is by means of the bearing assemblies 18 and 19 are supported and supported in the front end wall 21 and the rear end wall 23, respectively at its end piece protruding from the front end wall, a pulley 14 for the transmission of the torque from a drive.
Eine Anzahl von Schieberschlitzen 15 des Läufers 10 enthält jeweils einen beweglichen Schieber 16, welcher sich mit seinem äußeren Rand an einer den Läufer 10 umgebenden drehbaren Buchse 30 abstützt.A number of slide slots 15 of the rotor 10 each contain a movable slide 16 which moves with it its outer edge is supported on a rotatable bushing 30 surrounding the rotor 10.
Die drehbare Buchse 30 ist derart im Gehäusemantel 22 angeordnet, daß dazwischen eine Kammer 40 für eine pneumatische Lagerung der Buchse gebildet ist. An der Außenseite der hinteren Endwand 23 des Gehäuses ist unter Zwischenlage einer Dichtung ein hinterer Deckel 24 befestigt, in welchem eine Auslaßkammer 41 sowie eine Einlaßkammer 51 geformt sind. Die Auslaßkammer 41 ist über ein Auslaßventil 60 mit einem Druckauslaß 42 verbunden, welcher seinerseits mit einer Kompressionskammer 43 zwischen dem Läufer 10 und der drehbaren Buchse 30 strömungsverbunden ist. Von der Auslaßkammer 41 zum Bodenbereich der Schieberschlitze 15 verlaufende Druckdurchlässe 48 dienen der Speisung der Schieberschlitze mit dem Auslaßdruck, durch welchen die Schieber radial auswärts belastet werden. Die Einlaßkamm.sr 51 ist ihrerseits über einen Ansaugdurchlaß 53 mit einer Ansaugkammer 53 strömungsverbunden. Gegenüber dem jeweiligen Ende der drehbaren Buchse 30 weisen die vordere und die hintere Endwand jeweils eine Ringnut 26 auf, in welcher ein schmierungsfreies Lagerteil 25 angeordnet ist.The rotatable bushing 30 is arranged in the housing jacket 22 that therebetween a chamber 40 for a pneumatic Storage of the socket is formed. On the outside of the rear end wall 23 of the housing is interposed a seal a rear cover 24 is attached, in which an outlet chamber 41 and an inlet chamber 51 are formed are. The outlet chamber 41 is connected via an outlet valve 60 a pressure outlet 42 connected, which in turn with a compression chamber 43 between the rotor 10 and the rotatable Socket 30 is fluidly connected. From the outlet chamber 41 to the bottom area of the slide slots 15 extending Pressure passages 48 are used to feed the slide slots with the outlet pressure through which the slide are loaded radially outwards. The Einlaßkamm.sr 51 is in turn via a suction passage 53 with a suction chamber 53 flow-connected. Opposite the respective end of the rotatable bush 30, the front and the rear Each end wall has an annular groove 26 in which a lubrication-free bearing part 25 is arranged.
Die vordere und die hintere Endwand 21 bzw. 23 des Gehäuses, das Mettelteil bzw. der Gehäusemantel 22 und der hintereThe front and the rear end wall 21 and 23 of the housing, the Mettelteil or the housing shell 22 and the rear
Deckel 24 sind durch die Wandung des Gehäusemantels 22 axial durchsetzende Spannschrauben 27 zusammengehalten. Wie man in Fig. 1 erkennt, verlaufen eine Kochdruckbohrung 44 und eine Niederdruckbohrung 54 von der Auslaßkammer 41 bzw. der Einlaßkammer 51 durch die hintere Endwand 23 hindurch zur Endfläche des Gehäusemantels 22. Sich von der Endfläche des Gehäusemantels 22 in Axialrichtung erstreckende Einlaß- und Auslaßbohrungen 71 bzw. 72 stehen in Strömungsverbindung mit der Hochdruck- bzw. der Niederdruckbohrung 44 bzw. 54. Die Ein- und Auslaßbohrungen 71 bzw. 72 münden in Form von Schlitzen an der Innenfläche des Gehäusemantels 22 aus.Cover 24 are held together by the wall of the housing jacket 22 axially penetrating clamping screws 27. How one Recognizes in Fig. 1, a boiling pressure bore 44 and a low pressure bore 54 extend from the outlet chamber 41 and the Inlet chamber 51 through the rear end wall 23 to the end face of the housing shell 22. From the end face of the Housing jacket 22 axially extending inlet and outlet bores 71 and 72 are in flow connection with the high pressure and the low pressure bore 44 and 54. The inlet and outlet bores 71 and 72 open in the form of Slits on the inner surface of the housing jacket 22.
Da die drehbare Buchse 30 bestrebt ist, vorwiegend an der Auslaß- oder Druckseite mit dem Gehäusemantel 22 in Berührung zu kommen, sind die Einlaßbohrung 71 und die Auslaßbohrung 72 am vorderen bzw. am hinteren Ende des Auslaßoder Druckbereichs angeordnet, um in diesem Bereich eine verstärkte Fluidströmung für die pneumatische Lagerung der drehbaren Buchse zu erzielen. Der bevorzugte Kontaktbereich kann jedoch auch an einer anderen Stelle des Umfangs liegen, in welchem Falle die Lage der Ein- und Auslaßbohrungen entsprechend zu bestimmen ist.Since the rotatable bushing 30 tends to come into contact with the housing jacket 22 predominantly on the outlet or pressure side to come, the inlet bore 71 and the outlet bore 72 at the front and at the rear end of the outlet or Pressure area arranged to in this area an increased fluid flow for the pneumatic storage of the to achieve rotatable socket. However, the preferred contact area can also be at another point on the circumference, in which case the position of the inlet and outlet bores is to be determined accordingly.
Da die drehbare Buchse 30 mit sehr hoher Drehzahl rotiert und dadurch eine Saugwirkung an der Einlaßbohrung 71 hervorruft, braucht diese nicht unbedingt mit der Druck-Auslaßkammer strömungsverbunden zu sein. Sie kann vielmehr auch mit der freien Atmosphäre verbunden sein, so daß atmosphärische Luft angesaugt wird. Für den Eintritt in die Ansaugkammer kann die für die pneumatische Lagerung zugeführte oder angesaugte Luft auch um das Ende der drehbaren Buchse 30 herumströmen, so daß die Auslaßbohrung 72 weggelassen werden kann.Since the rotatable sleeve 30 rotates at a very high speed and thereby creates a suction effect on the inlet bore 71, this does not necessarily need to be fluidly connected to the pressure outlet chamber. Rather, it can also be connected to the free atmosphere, so that atmospheric air is sucked in. For entry into the Suction chamber, the air supplied or sucked in for the pneumatic storage can also be around the end of the rotatable Bush 30 flow around so that the outlet bore 72 can be omitted.
Der erfindungsgemäße Kompressor ist eine leistungsfähige Vorrichtung zum Komprimieren von Fluiden, z.B. Luft, und eigen sich z.B. für die Aufladung einer Brennkraftmaschine.The compressor of the invention is a powerful device for compressing fluids, e.g., air, and are suitable e.g. for charging an internal combustion engine.
Durch die Verringerung der Reibung zwischen den Schiebern und dem Läufer sowie zwischen dem Läufer und dem Gehäuse ist die Standzeit des Kompressors bei erheblich verringertem Wartungsbedarf beträchtlich verlängert.By reducing the friction between the slides and the runner and between the runner and the housing the service life of the compressor is considerably extended with considerably reduced maintenance requirements.
Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen und dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt, sie erlaubt vielmehr die verschiedensten Abwandlugnen derselben im Rahmen der Ansprüche. 10The invention is not limited to the exemplary embodiments described and illustrated above, they Rather, it allows the most varied of modifications within the scope of the claims. 10
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Claims (1)
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- 1983-05-20 JP JP8750983A patent/JPS59213968A/en active Pending
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1984
- 1984-05-16 DE DE19843418251 patent/DE3418251A1/en not_active Withdrawn
- 1984-05-18 GB GB08412720A patent/GB2140089B/en not_active Expired
Patent Citations (5)
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |