DE2511298A1

DE2511298A1 - Gaskompressor oder motor

Info

Publication number: DE2511298A1
Application number: DE19752511298
Authority: DE
Inventors: Julius Dipl Ing Mackerle
Original assignee: Agrotechnika NP
Current assignee: Agrotechnika NP
Priority date: 1974-03-15
Filing date: 1975-03-14
Publication date: 1975-09-25
Also published as: CS169273B1; GB1505581A; CH589783A5; FR2273154A1; SE7502908L; IT1034251B; FR2273154B1

Description

Patentanwälte

Dipl.-Ing. R.BEETZ sen.

Dipl.-Ing. K. LAMPRECHT

Dr.-Ing. R.BEETZ jr.

8 München 22, steinsdorfstr. 10 T«5l. (O89) 2272O1 /227244/29591O

Telegr. Allpatent München Telex 522O48

233-23.921P(23.922H)

. 3. 1975

AGROTECHNIKA, närodny podnik, podnikove riaditelstvo

Zvolen (CSSR)

Gaskompressor oder Motor

Die Erfindung betrifft einen Gaskompressor oder Motor mit elastischen Bälgen.

Bekannte Gaskompressoren oder Motoren besitzen Metallkolben, welche im Zylinder oder Gehäuse mittels Gleitdichtungen abgedichtet sind, die geschmiert werden müssen, einer Abnutzung unterliegen und eine vollkommene Dichtheit nicht verbürgen. Kompressoren mit rotierenden Kolben haben keine Gleitdichtungen, die Dichtheit wird durch einen kleinen Spalt zwischen dem rotierenden Kolben und dem Gehäuse erzielt. Die Abdichtung derartiger Kolben ist nicht vollkommen, und

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bei kleiner Drehzahl kommt es zum Durchströmen des Gases durch diesen Spalt, wodurch der Wirkungsgrad wesentlich herabgesetzt wird.

Kompressoren mit elastischen Bälgen oder Faltenbälgen sind zwar für einen Druckanstieg geeignet und sind verhältnismäßig einfacher Bauart, sie können jedoch nicht als selbstansaugende Kompressoren arbeiten, denn die Steifheit der Bälge oder Faltenbälge kann einem größeren atmosphärischen Druck nicht widerstehen, welcher die elastischen Kammern durchbiegt und die Saugwirkung in den Kammern beschränkt .

Die Aufgabe der Erfindung ist es, einen Kompressor oder Motor zu schaffen, der bei kompakter Bauart, einfacher Konstruktion und kleinen Abmessungen und Gewicht eine verhältnismäßig hohe Leistung bei hohem Wirkungsgrad liefert, wobei eine nur geringe Zahl beweglicher Einzelteile eine gute Auswuchtung und damit einen ruhigen und störungslosen Betrieb des Kompressors ermöglicht.

Gemäß der Erfindung werden Abwälzmembranen verwendet, welche sich während des Saugens an einer Seite entlang einem entsprechenden Hohlraum im Deckel und an einem Hilfs zapfen abwälzen und die während der Kompression sich mit der anderen Seite entlang einem entsprechenden Hohlraum des Gehäuses und einem Abwälzzapfen abwälzen, wobei während des Saugens und der Kompression der Gasüberdruck an einer Membranenseite diese mit der anderen Seite gegen eine Abwälzfläche drückt.

Der erfindungsgemäße Kompressor ist gegenüber bekannten Aus-

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führungen in der Herstellung billiger, einfacher, und die Mehrzahl der Bestandteile erfordert kein genaues Bearbeiten. Sein Lauf ist ruhig, die Arbeitskammern benötigen kein Schmieren, so daß das Schmiergut mit dem komprimierten Gas nicht in Kontakt kommt.

Erfindungsgemäß ist eine starre Arbeitskammer mit wenigstens einem Zufuhr- und Abfuhrkanal oder Ventil ausgestattet und von einer Seite durch eine Membrane begrenzt, gegen die von einer Seite ein Abwälzzapfen und von der anderen Seite ein Hilfszapfen anliegt, wobei wenigstens der Abwälzzapfen mittels einer geneigten Platte oder einer Kolbenstange mit einer Antriebswelle gekoppelt ist.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Kompressors anhand der Zeichnung ausführlich beschrieben. Es zeigen;

Fig. 1 einen Längsschnitt eines Kompressors mit sechs Abwälzmembränen am Umfang einer Antriebswelle mit einer Membrane in der ersten Phase deren Bewegung,

Fig. 2 und 3 einzelne Bewegungsphasen der Membrane,

Fig. 4 einen Längsschnitt einer anderen Ausführung eines doppeltwirkenden Zweizylinderkompressors,

Fig. 5-7 einzelne Bewegungsphasen der Abwälzmembrane bei der Ausführung nach Fig. 4.

Der Kompressor nach Fig. 1 - 3 besteht aus einem Gehäuse 1 mit einem Deckel 2, zwischen denen Membranen 3 eingeklemmt sind.

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Im Deckel 2 ist in einem Lager 4 eine Antriebswelle 5 gelagert, die in einen schrägen Zapfen 19 ausläuft, an dem eine schräge Platte 6 mit Abwälzzapfen 11 drehbar gelagert ist. Die Antriebswelle 5 ist zum Beispiel mittels einer Schraube 7 mit einer eine Unwucht 9 aufweisenden Kurbel 8 verbunden und in einem zweiten Lager 10 im Gehäuse 1 gelagert. Mit der schrägen Platte 6 sind Abwälzzapfen 11 fest verbunden, die von einer Seite an die Membranen 3 anliegen. An der anderen Seite der Membranen 3 liegen Hilfszapfen 12 an, die mit den Abwälzzapfen 11 fest verbunden sind. An der Antriebswelle 5 ist eine zusätzliche Unwucht 13 befestigt. In der Kurbel 8 ist ein Zufuhrhohlraum 14 vorgesehen, an welchen ein Saugraum 17 im schrägen Zapfen 19 und in der Antriebswelle 5 anschließt. Die Antriebswelle 5 hat eine seitliche Saugöffnung 21 für einen Saugkanal 15. Im Deckel 2 sind Kanäle 15, 15' ausgeführt, die in die betreffenden Arbeitskammern 16, 16' münden, von denen im Deckel 2 und im Gehäuse 1 eine Reihe ausgeführt ist. Innerhalb der Antriebswelle 5 ist eine Trennwand 18 angebracht, die den Saugraum 17 von einem Druckraum 20 trennt, dessen Öffnung 22 zum Kanal 15' und über diesen in die Arbeitskammern 16, 16' führt.

Das zweite Ausführungsbeispiel des Kompressors nach Fig. 4-7 besitzt zwei Gehäusehälften 34, 35, in welchen die Antriebswelle 36, in diesem Fall eine Kurbelwelle, gelagert ist. An deren Kurbel ist ein Lager 37 vorgesehen, das sich in einer Ausnehmung eines zwei Kolbenstangen 24, 25 verbindenden Kopfes 23 abwälzt. Die Kurbelwelle mit dem Lager 37 sind durch Unwucht-Gewichte 26 dynamisch ausgeglichen. Die Kolbenstangen 24, 25 sind in Gleitlagern 38, 39 gelagert. An jeder Kolbenstange 24, 25 ist einerseits ein Abwälzzapfen 30, andererseits ein Hilfszapfen 31 befestigt, die jeweils von einer Seite an

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der Membrane 29 anliegen. Die Membrane 29 ist jeweils zwischen ihrem Deckel 27, 28 und ihrer Gehäusehälfte 34, 35 eingeklemmt, an welche der betreffende Deckel 27, 28 befestigt ist. Der Deckel 27, 28 umschließt zusammen mit seiner Gehäusehälfte 34, 35 Arbeitskammern 40, 41. Jede Arbeitskammer 40, 41 ist mit einem Saugventil 32 und einem Verdrängungsventil 33 versehen.

Der erfindungsgemäße Kompressor arbeitet folgendermaßen:

Beim ersten Ausführungsbeispi el wird das Gas über den Zufuhrhohlraum 14 in die Kurbel 8 und weiter über den Saugraum 17 in die Antriebswelle 5 angesaugt und kommt über die seitliche Saugöffnung 21 in den unter die Membrane 3 führenden Kanal 15. In der Arbeitskammer 16 ist eben Beginn der Saugphase, und die Membrane 3 wird durch atmosphärischen Druck gegen die Innenwände des Deckels 2 gedrückt. Nach dieser Lage A beginnt sich der betreffende Abwälzzapfen nach oben zu bewegen, und die Membrane 3 legt sich an den Hilfszapfen 12 an, wie dies in Fig. 2 und 3 in den Lagen B und C angedeutet ist. In der Lage C ist der Saughub beendet, und es beginnt der Verdrängungshub, der im rechten Teil der Fig. 2 und 3 dargestellt ist. Zu Beginn des Verdrängungshubes wird die Membrane 3 durch Überdruck in der Arbeitskammer 16'' gegen die Innenwand des Gehäuses 1 gedrückt. Während des weiteren Hubes liegt die Membrane 3 in der Lage E und F am Abwälzzapfen 11 bis zum Beenden des Verdrängungshubes in Lage F an. Dabei wird das Gas aus der Kammer 16' über den Kanal 15' und die Verdrängungsöffnung 22 in den Verdrängungsraum 20 der Antriebswelle 5 verdrängt, von wo es den Kompressor verläßt. Der Saugraum 17 und der Druck- bzw. Verdrängungsraum 20 in der Antriebswelle 5 sind gegeneinander durch die

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Trennwand 18 geteilt. Beim Drehen der Antriebswelle 5 werden fortlaufend die Zufuhren in die Arbeitskammern 16 mit der Membrane 3 in der unteren Lage und die Verdrängungsöffnungen aus den Kammern 16' mit der Membrane 3 in der oberen Lage geöffnet.

Falls der Rauminhalt der Zylinder und damit die Menge an Druckmittel des Kompressors bei konstanter Drehzahl geändert werden soll, kann eine veränderliche Neigung der schrägen Platte 6 ausgenutzt werden- Diese Neigung kann bis zu einem negativen Wert geändert werden und so die Kompressorwirkung in eine Motorwirkung bei ungeändertem Drehsinn der Antriebswelle überführt werden.

Das zweite Ausführungsbeispiel des Kompressors arbeitet folgendermaßen:

In der dargestellten Lage ist im linken Teil der Abbildung der Abwälzzapfen 30 und der Hilfszapfen 31 in der linken Gegenlage, die in der Arbeitskammer 41 dem Ende des Verdrängungshubes entspricht, während in der zweiten Arbeitskammer 40 das Ende des Ansaugvorganges eingetreten ist. Das komprimierte Gas entweicht aus dem Zylinder über das offene Verdrängerventil 33, während das Saugventil 32 geschlossen ist. Die Membrane 29 wälzt sich am Abwälzzapfen 30 ab. Dieser Zustand entspricht in Fig. 5 der Lage G.

Falls die Kolbenstangen 24, 25 beginnen, sich nach rechts zu bewegen, wird das Gas in der rechten Arbeitskammer 40 zusammengedrückt, und die Membrane kommt in Lage H. In der Mitte des Hubes hat die Membrane 29 die in Fig. 7 mit I bezeichnete Form. In der rechten Gegenlage ist die Verdrängung beendet, und der ganze Vor-

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gang wird wiederholt. In diesem Fall arbeitet die Membrane 29 mit zwei Arbeitskammern 40 und 41 zusammen.

Falls es sich um einen Druckgasmotor handelt, wälzen sich die Membranen jeweils nur mit der einen Seite entlang des Hohlraumes im Deckel und entlang des Abwälzzapfens ab, so daß der Hilfszapfen erübrigt werden kann.

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Claims

Patentansprüche

l\ Gaskompressor oder Motor, dadurch gekennzeichnet, daß eine starre Arbeitskammer (16, 16', 40, 41) wenigstens einen Zufuhr(14)- und einen Verdrängungskanal (15) oder ein Ventil (32, 33) besitzt und einseitig von einer Membrane (3, .29) begrenzt ist, an der mindestens von einer Seite ein Abwälzzapfen (11,30) anliegt, wobei wenigstens der Abwälzzapfen (ll) mittels einer schrägen Platte (6) oder einer Kolbenstange (24, 25) an eine Antriebswelle (5, 36) gekoppelt ist.
2. Gaskompressor oder Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine zwischen dem Gehäuse (l) und dem Deckel (2) festgeklemmte Membrane (3) mit einem Abwälzzapfen (ll) in Kontakt steht, der an einer schrägen Platte (6) angeordnet ist, die an einem schrägen Zapfen (19) gelagert ist, in welchen die Antriebswelle (5) ausläuft.
3. Gaskompressor oder Motor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der schräge Zapfen (19) mit einer Kurbel (8) verbunden ist, die einen Zufuhr hohlraum (14) besitzt, an welchen ein Saugraum (17) anknüpft, der im schrägen Zapfen (19) und in der Antriebswelle (5) vorgesehen ist, wo sich wenigstens eine seitliche Saugöffnung (21) und wenigstens eine seitliche Verdrängungsöffnung (22) befindet, die voneinander durch eine Trennwand (18) geteilt sind, die sich innerhalb der Antriebswelle (5) befindet.

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4. Gaskompressor oder Motor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die seitliche Saugöffnung (21) einen Saugraum (17) über Kanäle (15) an eine Arbeitskammer (16) anschließt, und die seitliche Verdrängungsöffnung (22) Kanäle (15), die von den Arbeitskammern (16) führen, an den in der Antriebswelle (5) vorgesehenen Verdrängungsraum (20) anschließen.
5. Gaskompressor oder Motor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitszapfen (ll) mit Hilfszapfen (12) zusammenwirken.
6. Gaskompressor oder Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Membrane (29) zwischen einem Abwälzzapfen (30) und einem Hilfszapfen (31) eingeklemmt ist, die auf einer Kolbenstange (24, 25) angeordnet sind, welche mittels eines Kopfes (23) an ein Lager (37) einer Kurbel der Antriebswelle (36) gekoppelt ist.
7. Gaskompressor oder Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Membrane (29), die zwischen dem Gehäuse (34, 35) und dem Deckel (27, 28) eingeklemmt ist, voneinander zwei Arbeitskammern (40, 41) teilt, von denen jede ein Saugventil (32) und ein Verdrängungsventil (33) besitzt.

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