DE812691C

DE812691C - compressor

Info

Publication number: DE812691C
Application number: DEM244A
Authority: DE
Inventors: Svend Axel Joergen Mansted
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1947-11-10
Filing date: 1949-10-28
Publication date: 1951-09-03

Description

Kompressor Man kennt Kompressoren mit gegenläufigen Kolben in einem um eine Achse senkrecht zur Zylinderachse rotierenden Zylinderblock. Sie werden im einwärts gehenden Hub von einer außen um den Zylinderblock liegenden Kurvenbahn getrieben, welche mit den äußeren Enden der Kolben zusammenarbeitet. Die Kolben können bei solchen Kompressoren genau im Gegentakt arbeiten, wodurch ein vollständiger Ausgleich der Massenkräfte und somit ein ruhiger und erschütterungsfreier Lauf erzielt wird; jedoch leidet diese Bauweise unter anderen ernsten Übelständen. So ist z. B. die Herstellung der Kurvenbahn kostspielig und beschwerlich, und der Betrieb ist mit bedeutenden Reibungsverlusten verbunden, weil die Reibung zwischen den äußeren Kolbenenden und der Kurvenbahn auf einen langen Momentenarm wirkt. Schließlich kann es auch geschehen, daB ein in seiner Bewegung durch zufällige Störungen, wie Unreinheiten oder eine kleine Klemmung im Zylinder, gehemmter Kolben in seiner Innenlänge hängenbleibt, wodurch starke Erschütterungen wegen fehlenden Massenausgleichs entstehen.Compressor One knows compressors with counter-rotating pistons in one Cylinder block rotating about an axis perpendicular to the cylinder axis. you will be in the inward stroke from a cam track lying around the outside of the cylinder block driven, which cooperates with the outer ends of the pistons. The pistons can work in push-pull with such compressors, creating a more complete Balance of the inertia forces and thus a smooth and vibration-free run is achieved will; however, this design suffers from other serious drawbacks. So is z. B. the production of the cam track expensive and cumbersome, and the operation is associated with significant frictional losses, because the friction between the outer Piston ends and the cam track acts on a long moment arm. Finally can It also happens that one is in its movement due to accidental disturbances, such as impurities or a small jam in the cylinder, jammed piston gets stuck in its inner length, which causes strong vibrations due to the lack of mass balance.

Man kennt auch Kompressoren diesen Typs, deren Kolben, anstatt von einer außen um den Zylinderblock liegenden Kurvenbahn getrieben zu werden, mit einer um die Umdrehungsachse liegenden Exzentereinrichtung verbunden sind, z. B. derart, daß die Kolben dadurch alle zum Kreisen in einer fast kreisrunden, exzentrisch im Verhältnis zur Umdrehungsachse liegenden Bahn gebracht werden. Dies erfordert indessen, daß jeder Kolben in einem besonderen Zylinder arbeitet, wodurch der gesamte schädliche Raum größer als bei paarweise gegenläufigen, in einem gemeinsamen Zylinder arbeitenden Kolben wird, und ferner verliert man den bei genauen Gegentakt der Kolben erzielten zwangsläufigen und vollständigen Ausgleich der Massenkräfte. Ebenfalls muß die ganze wirksame Hublänge mittels eines einzelnen Exzenters bewirkt werden, und der Durchmesser desselben muß daher verhältnismäßig groß sein, damit die Exzenterscheibe eine zweckmäßige Anordnung im Verhältnis zur Umdrehungsachse erhält, was einen unnötig großen Reibungsverlust bewirkt.One also knows compressors of this type with pistons instead of to be driven a cam track lying around the cylinder block on the outside, with a are connected to the axis of rotation lying eccentric, z. B. in such a way, that the pistons thereby all revolve in an almost circular, eccentric in relationship be brought to the axis of rotation lying path. this requires, however, that each piston work in a particular cylinder, whereby the entire harmful space is larger than in the case of opposing pairs, in one common Cylinder is working piston, and furthermore one loses the with exact push-pull the pistons achieved inevitable and complete compensation of the inertia forces. The entire effective stroke length must also be effected by means of a single eccentric be, and the diameter of the same must therefore be relatively large so that the eccentric disk is an appropriate arrangement in relation to the axis of rotation receives, which causes an unnecessarily large friction loss.

Solche Kompressoren mit exzentergetriebenen Kolben sind auch in Ausführungsformen mit zwei entgegengesetzt gerichteten Exzentereinrichtungen bekannt, welche die Kolben zum Arbeiten im Gegentakt bringen; diese Konstruktionen jedoch sind in anderen Beziehungen unbefriedigend. Zum Beispiel sind die Exzenterscheiben von sehr bedeutender Größe, und jeder Kolben arbeitet in einem besonderen Zylinder. Außerdem macht die Konstruktion die Anwendung.einer unzweckmäßigen Ventileinrichtung zur Steuerung des Ein- und Austritts des Arbeitsmittels erforderlich. .Such compressors with eccentrically driven pistons are also in embodiments known with two oppositely directed eccentric devices, which the pistons get to work in push-pull; however, these constructions are in other respects unsatisfactory. For example, the eccentric discs are of a very significant size, and each piston works in a special cylinder. Besides, the construction makes the application of an inexpedient valve device for controlling the input and Discharge of the work equipment required. .

Die vorliegende Erfindung bezweckt eine verbesserte Konstruktion eines Kompressors der angegebenen Art, bei welchem die Vorteile der bekannten Ausführungsformen vereinigt und ihre Mängel vermieden sind. Die Erfindung besteht zu diesem Zweck in folgender Kombination an sich bekannter konstruktiver Merkmale. Je zwei Kolben arbeiten in einer gemeinsamen, durchgehenden Zylinderbohrung. Sie werden im Gegentakt von feststehenden, entgegengesetzt gerichteten Exzentern angetrieben, die innen an der Umdrehungsachse angeordnet sind und die Kolben an ihren äußeren Enden über Exzenterstangen antreiben. Der zur Steuerung der Ein- und Ausströmung des Arbeitsmittels dienende Schiebermechanismus besteht aus einem Kanal, der an der einen Seitenfläche des Zylinderblocks in einigem Abstand von der Umdrehungsachse mündet und mit einem senkrecht zur Umdrehungsachse liegenden, ringförmigen Schieberspiegel zusammenarbeitet.The present invention aims to provide an improved construction of a Compressor of the specified type, in which the advantages of the known embodiments united and their shortcomings avoided. The invention exists to this end in the following combination of known design features. Two pistons each work in a common, through cylinder bore. You will be in push-pull driven by fixed, oppositely directed eccentrics, the inside are arranged on the axis of rotation and the pistons at their outer ends over Drive the eccentric rods. The one for controlling the inflow and outflow of the working medium Serving slide mechanism consists of a channel on one side surface of the cylinder block opens at some distance from the axis of rotation and with a Working together perpendicular to the axis of rotation, annular slide mirror.

Durch diese Kombination entsteht ein Kompressor mit im eigentlichen Sinne gegenläufigen, von einem Antricbsmechanismus mit den geringstmöglichen Reibungsverlusten getriebenen Kolben mit vollkommenem, automatischem Ausgleich der Massenkr4fte. Der Schiebermechanismus ist außerordentlich leicht herzustellen und dicht zu halten und macht keine Vergrößerung des Durchmessers des Zylinderblocks oder der Exzenterscheiben erforderlich. Der Kompressor kann daher die kleinsten Ausmaße für eine gegebene Leistung erhalten, wozu auch der Umstand beiträgt, daß er nach seiner Konstruktion dazu geeignet ist, mit hoher Umdrehungszahl getrieben zu werden. Der Reibungsverlust wird so gering wie nur möglich. Es besteht keine Gefahr für Betriebsstörungen auf Grund der Abnutzung der Schiebervorrichtung und atisget2ender Kolbenbewegung. Die Konstruktion ist in ihrer Gänze einfach und stark.This combination actually creates a compressor Meaning counter-rotating, from a drive mechanism with the lowest possible friction losses driven piston with perfect, automatic compensation of the mass forces. Of the The slide mechanism is extremely easy to manufacture and to keep tight and does not increase the diameter of the cylinder block or the eccentric disks necessary. The compressor can therefore be of the smallest dimensions for a given Receive performance, which is also due to the fact that it is designed according to its construction is suitable for being driven at high speeds. The friction loss will be as low as possible. There is no risk of malfunction Reason for the wear and tear of the slide device and the piston movement. the Construction is simple and strong in its entirety.

Die Erfindung ist auf der Zeichnung veranschaulicht.The invention is illustrated in the drawing.

Fig. i zeigt teilweise schematisch einen Längsschnitt nach der Linie I-1 in Fig. 2 einer Ausführungsform eines Kompressors nach der Erfindung und Fig. 2 ebenfalls schematisch einen Schnitt nach der Linie II-II in Fig. i.Fig. I shows partially schematically a longitudinal section along the line I-1 in Fig. 2 of an embodiment of a compressor according to the invention and Fig. 2 also schematically shows a section along the line II-II in FIG.

Auf der Zeichnung bezeichnet t das Gehäuse des Kompressors, welches oben durch einen Deckel 2 mit einer nicht gezeigten Stopfbüchse für die Treibwelle 3 des Zylinderblocks verschlossen ist. Anstatt den Kompressor mit einer Stopfbüchse zu versehen, kann man ihn auch mit einem gekapselten Elektromotor versehen, so daß eine gasdicht verschlossene Maschine entsteht. Der Zylinderblock 4 an sich ist in einem Stück mit der Treibwelle 3 und erstreckt sich quer zu dieser und ihrer Verlängerung 6. Die Treibwelle und ihre Verlängerung sind in Büchsen 5 im Deckel 2 bzw. in einem in das Gehäuse eingesetzten Zwischenboden 7 gelagert. Die Verlängerung 6 erstreckt sich in den Unterteil 8 des Gehäuses hinunter, wo sie eine Schmierpumpe 17 treibt, welche Schmieröl an die verschiedenen beweglichen Teile aus einem im Unterteil befindlichen Schmierölvorrat verteilt.In the drawing, t denotes the housing of the compressor, which above through a cover 2 with a stuffing box, not shown, for the drive shaft 3 of the cylinder block is closed. Instead of the compressor with a stuffing box to provide, you can provide it with an encapsulated electric motor, so that a gas-tight sealed machine is created. The cylinder block 4 itself is in one piece with the drive shaft 3 and extends transversely to this and its extension 6. The drive shaft and its extension are in sockets 5 in the cover 2 or in one stored in the housing inserted intermediate floor 7. The extension 6 extends down into the lower part 8 of the housing, where it drives a lubrication pump 17, which lubricating oil to the various moving parts from one located in the lower part Lube oil supply distributed.

An jeder der Büchsen 5 sind zwei Exzenterscheiben 15 und 16 mit gleicher Exzentrizität im Verhältnis zur Umdrehungsachse und um 18o° zueinander so versetzt, daß die vier Exzenterscheiben zusammen zwei entgegengesetzt gerichtete Exzenter bilden.On each of the bushings 5 there are two eccentric disks 15 and 16 with the same Eccentricity in relation to the axis of rotation and offset by 18o ° to one another so that that the four eccentric disks together have two oppositely directed eccentrics form.

Die Exzenterscheiben sind in üblicher Weise von Exzenterbügeln umschlossen, die durch Exzenterstangen 2o bzw. 21 und Querzapfen 22 an den äußeren Enden eines Paares gegenläufig in einer gemeinsamen Zylinderbohrung arbeitender Kolben 18 und i9 angeschlossen sind. Die Querzapfen 22 gleiten mit einem geeigneten Spiel in Schlitzen 23 in den äußeren Zylinderenden.The eccentric disks are enclosed in the usual way by eccentric brackets, by eccentric rods 2o and 21 and cross pins 22 at the outer ends of a A pair of pistons 18 and working in opposite directions in a common cylinder bore i9 are connected. The transverse pins 22 slide in slots with a suitable clearance 23 in the outer cylinder ends.

Von der Mitte der Zylinderbohrung geht eine schräge Bohrung 31 aus, die zum Ein- und Austritt des Arbeitsmittels dient und die an der Unterseite des Zylinderblocks in einen Schieberspiegel mündet, welcher die Verlängerung 6 umgibt und mit der, als Schieberspiegel geformten, oberen Stirnfläche der unteren Büchse 5 zusammenarbeitet. In dieser ist durch Ausfräsen oder in anderer geeigneter Weise eine Saugkammer 9 und eine Druckkammer io ausgebildet, die in Verbindung mit dem Saugkanal i i des Kompressors bzw. seinem Druckkanal 12 stehen. Von der Mitte der Zylinderbohrung geht außerdem eine zum Innern des Kompressorgehäuses führende Bohrung 25 aus, deren äußere Mündung den Sitz eines an der einen Seite eines viereckigen Rahmens 26 angeordneten Ventils 24 bildet. Die beiden anderen Seiten des Rahmens sind in Bohrungen im Zylinderblock gesteuert und frei durch geeignete Aussparungen 30 in den Kolben geführt. Entgegengesetzt dem Ventil 24 trägt der Rahmen einen Schwungkörper 28, und zwischen dem Zylinderblock und dem Rahmen sind Federn 27 angeordnet, die das Ventil 24 in offener Stellung zu halten suchen. Neben dem Ventil 24 sind an dem Zylinderblock Belastungskörper 29 vorgesehen, die derart bemessen sind, daß das Gesamtaggregat aus Zylinderblock, Ventil, Rahmen, Federn und Schwungkörper um die Umdrehungsachse im Gleichgewicht ist, wenn das Ventil 24 sich in geschlossener Stellung befindet.From the center of the cylinder bore an inclined bore 31, which is used for the inlet and outlet of the working fluid and which opens on the underside of the cylinder block in a slide mirror, which surrounds the extension 6 and with the, shaped as a slide mirror, the upper end face of the lower Bush 5 cooperates. In this a suction chamber 9 and a pressure chamber io are formed by milling or in some other suitable manner, which are in connection with the suction channel ii of the compressor or its pressure channel 12. A bore 25, which leads to the interior of the compressor housing and whose outer mouth forms the seat of a valve 24 arranged on one side of a square frame 26, also extends from the center of the cylinder bore. The other two sides of the frame are controlled in bores in the cylinder block and freely guided through suitable recesses 30 in the piston. Opposite the valve 24, the frame carries an oscillating body 28, and springs 27 are arranged between the cylinder block and the frame which seek to keep the valve 24 in the open position. In addition to the valve 24, load bodies 29 are provided on the cylinder block, which are dimensioned such that the entire assembly consisting of the cylinder block, valve, frame, springs and flywheel is in equilibrium about the axis of rotation when the valve 24 is in the closed position.

Die Arbeitsweise des gezeigten Kompressors geht unmittelbar aus der Zeichnung hervor. Wenn der Zvlinderblock aus der gezeigten Lage in die mit einem Pfeil in Fig.2 gezeigte Stellung rotiert, werden die Kolben i8 und i9 sich einander nähern und das Arbeitsmittel komprimieren, welches durch den Druckkanal ausgestoßen wird, während die Mündung derBohrung 31 über die Druckkammer io hinstreicht. Die Kolben sind zweckmäßig so eingerichtet, daß sie so dicht gegeneinandergehen, wie mechanische Rücksichten dies gestatten, wodurch der schädliche Raum auf ein Minimum herabgesetzt wird und faktisch nur aus der Bohrung 31 selbst besteht. Während der fortgesetzten Drehung werden die Kolben wieder auswärts getrieben, während die ilfündung der Bohrung 31 über die Saugkammer 9 hinstreicht, so daß eine neue Füllung in den Zylinder eingesaugt wird.The operation of the compressor shown goes directly from the Drawing. If the cylinder block from the position shown in the with a Rotates position shown arrow in Fig.2, the pistons i8 and i9 are each other approach and compress the working fluid that is ejected through the pressure channel is, while the mouth of the bore 31 sweeps over the pressure chamber io. the Pistons are expediently arranged so that they go as close to one another as mechanical considerations allow this, minimizing the harmful space is reduced and in fact only consists of the bore 31 itself. During the continued rotation, the pistons are driven outwards again during the opening the bore 31 strokes over the suction chamber 9, so that a new filling in the Cylinder is sucked in.

Das Ventil 24 wird auf Grund der auf den Schwungkörper 28 wirkenden Schleuderkraft geschlossen gehalten. Das ganze bewegliche System ist statisch und dynamisch vollständig ausbalanciert.The valve 24 is due to the acting on the flywheel 28 Centrifugal force held closed. The whole moving system is static and dynamically fully balanced.

Nur beim Stillstand und beim Anlassen sind die Federn 27 stark genug, um das Ventil 24 offenzuhalten, so daß im Zylinder keine Kompression stattfinden kann. Hierdurch wird daß Anlassen erleichtert. Sobald der Zylinderblock eine gewisse Rotationsgeschwindigkeit erreicht hat, überwindet die Schleuderkraft am Schwungkörper 28 die Kraft der Federn 27 und schließt das Ventil 24, so daß der Kompressor zu arbeiten beginnen kann. Gleichzeitig entsteht ein vollständiger Massenausgleich.The springs 27 are only strong enough when the vehicle is at a standstill and when starting to keep the valve 24 open so that there is no compression in the cylinder can. This makes starting easier. Once the cylinder block has a certain Has reached rotation speed, overcomes the centrifugal force on the flywheel 28 the force of the springs 27 and closes the valve 24 so that the compressor closes can start working. At the same time, a complete mass balance is created.

Die Erfindung ist nicht an die gezeigte und beschriebene Ausführungsform gebunden. Es können im gleichen Kompressor mehrere Zylinderbohrungen vorgesehen sein, die beispielsweise hintereinander in Richtung der Umdrehungsachse angebracht sind und mit geeigneter gegenseitiger Phasenverschiebung oder in mehreren Stufen arbeiten. Der Arbeitsraum braucht nicht notwendigerweise symmetrisch um die Umdrehungsachse des Zylinderblocks zu liegen, sondern kann nach der einen oder anderen Seite in Richtung der Achse der Zylinderbohrung versetzt sein. Die Kolben mit den dazugehörenden Teilen brauchen nicht das gleiche Gewicht und die gleiche Hublänge zu haben. Das Wesentliche ist nur, daß Gewicht und Hublänge zusammengehörender Kolben derart bemessen sind, daß die Massenkräfte im wesentlichen einander nach außen aufheben.The invention is not related to the embodiment shown and described bound. Several cylinder bores can be provided in the same compressor be mounted, for example, one behind the other in the direction of the axis of rotation are and with suitable mutual phase shift or in several stages work. The working space does not necessarily need to be symmetrical about the axis of rotation of the cylinder block, but can be in one side or the other Be offset in the direction of the axis of the cylinder bore. The pistons with their associated Parts do not need to have the same weight and stroke length. That It is only essential that the weight and stroke length of pistons that belong together are dimensioned in this way are that the inertial forces essentially cancel each other outwards.

Die Erfindung kann bei Kompressoren sehr verschiedener Größe und Leistung und für verschiedene Arbeitsmittel benutzt werden. Sie eignet sich besonders für kleine und mittelgroße, schnelllaufende, vollständig verkapselte Kompressoren für Kühlanlagen.The invention can be applied to compressors of very different sizes and capacities and used for various work equipment. It is particularly suitable for small and medium-sized, high-speed, fully encapsulated compressors for Cooling Systems.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Compressor with counter-rotating pistons in a cylinder block rotating about an axis perpendicular to the cylinder axis, characterized by the combination that two pistons work in a common, through cylinder bore, that the pistons are in push-pull from stationary, oppositely directed, to the outer ends of the pistons by means of Eccentric rods connected eccentrics are driven, which are attached to the inside of the axis of rotation, and that the slide mechanism used to control the entry and exit of the working medium consists of a channel which opens on one side surface of the cylinder block at some distance from the axis of rotation and with a standing perpendicular to the axis of rotation, annular slide mirror cooperates.

2. Compressor according to claim i, the one with a decompression valve open while standing still and slowing down is provided on the cylinder block, which when a given number of revolutions is exceeded against spring action by means of the centrifugal force acting on a flywheel is closed, characterized by an opposite on the cylinder block the flywheel of the valve arranged one-sided weighting, which are so dimensioned is that the entire circulating unit with the decompression valve closed is balanced.