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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.
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Zweckmäßig ist es, die kegeligen Führungen für die Flügel derart ansteigend
auszubilden, daß das Anliegen der Steuerglieder auf den Führungen dauernd sicher
gewährleistet ist.
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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.
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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.
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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.
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Abb.2 ist ein Längsschnitt entsprechend der Linie II-II aus den Abb.
i und 3.
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Abb. 3 ist ein Querschnitt entsprechend der Linie 111-III aus den
Abb. i und 2.
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Abb. 4 zeigt eine Einzelheit des Verdichters im Schnitt.
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Abb. 5 ist ein Schnitt entsprechend der Linie V-V der Abb.4.
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Abb.6 ist ein Schnitt entsprechend der Linie VI-VI der Abb. 4.
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Abb.7 zeigt die beiden Flügelpaare in Seitenansicht.
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Abb.8 ist ein Schnitt entsprechend der Linie VIII-VIII der Abb. 7.
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Abb. 9 veranschaulicht die Ausbildung der Führungen.
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Abb. io ist ein Schnitt entsprechend der Linie K-1 der Abb. 2.
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Abb. i i ist ein Schnitt entsprechend der Linie 1I-1I der Abb. 2.
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Der Schwingkolbenverdichter besteht im wesentlichen aus einem Gehäuse
und einem darin gelagerten Schwingkolben- oder Flügelpaar.
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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.
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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.
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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).
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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.
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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.
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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.