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DE3240523A1 - Vane-cell compressor - Google Patents

Vane-cell compressor

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Publication number
DE3240523A1
DE3240523A1 DE19823240523 DE3240523A DE3240523A1 DE 3240523 A1 DE3240523 A1 DE 3240523A1 DE 19823240523 DE19823240523 DE 19823240523 DE 3240523 A DE3240523 A DE 3240523A DE 3240523 A1 DE3240523 A1 DE 3240523A1
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DE
Germany
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working space
vane compressor
working
compressor according
rotor
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DE19823240523
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German (de)
Inventor
Helmut Dipl.-Ing. 7000 Stuttgart Rembold
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
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Abstract

A vane-cell compressor is proposed, which serves in particular for activating a motor vehicle levelling system. The vane-cell compressor comprises a rotor, which is connected to a drive shaft and has radial slits in which movable vanes slide in a sealtight manner. The neighbouring vanes divide off individual delivery cells from one another, because they slide with their outside edges on the curved wall face of a cylindrical housing recess. The housing recess is designed in such a way that, in particular, two diametrically opposite sickle-shaped working spaces are produced, which lie between the housing recess and the rotor and each have at least an inlet opening and an outlet opening. The forward working space, with respect to the working direction of the rotor, has a greater volume than the working space alongside it in the working direction. The outlet opening of the larger working space is connected to the inlet opening of the smaller working space, so that two series-connected compressor stages are produced, which also allow relatively high compressions which cannot be achieved with the known single vane-cell compressors. <IMAGE>

Description

FlügelzellenverdichterVane compressor

Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einem Flügelzellenverdichter nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es ist schon ein solcher Verdichter bekannt, bei dem jeder Arbeitsraum unabhängig vom anderen Arbeitsraum arbeitet. In beiden Arbeitsräumen wird somit eine relativ geringe Verdichtung erreicht, die für bestimmte Anwendungsgebiete, wie z. B.PRIOR ART The invention is based on a vane compressor according to the genre of the main claim. Such a compressor is already known in which each work area works independently of the other work area. In both A relatively low compression ratio is thus achieved for workspaces, which is necessary for certain Areas of application, such as B.

für die Niveauregelung bei Kraftfahrzeugen, nicht ausreicht.for level control in motor vehicles, is not sufficient.

Für diese Einsatzgebiete verwendet man Kolbenverdichter, mit denen die erforderlichen Drücke erreicht werden können.Piston compressors are used for these areas of application, with which the required pressures can be achieved.

Nachteilig ist jedoch bei derartigen Aggregaten, daß sie wegen der stoßweise zu beschleunigenden und abzubremsenden Massen Schwingungen erzeugen, die nur mit hohem Aufwand getilgt werden können bevor diese beispielsweise auf die als Resonanzboden wirkende Kraftfahrzeug-Karosserie gelangen.However, the disadvantage of such units is that they because of the masses to be accelerated and braked in bursts generate vibrations that can only be redeemed with great effort before these, for example, on the as Soundboard acting motor vehicle body arrive.

Vorteile der Erfindung Der erfindungsgemäße Flügelzellenverdichter mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß die gewünschten, relativ hohen Drücke mit einem laufruhigen Aggregat erreicht werden, das zudem kontinuierlich und nicht stoßweise arbeitet.Advantages of the Invention The vane compressor according to the invention with the characterizing features of the main claim has the advantage that the desired, relatively high pressures are achieved with a smooth-running unit which also works continuously and not intermittently.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Flügelzellenverdichters möglich. Besonders vorteilhaft ist es bei einem solchen Aggregat, wenn das Volumenverhältnis zwischen dem größeren und kleineren Arbeitsraum wenigstens annähernd dem Verdichtungsverhältnis entspricht, welches zwischen dem Eingangs druck und dem Ausgangsdruck im größeren Arbeitsraum besteht, so daß sich ein besonders wirtschaftlich arbeitender Flügelzellenverdichter ergibt.The measures listed in the subclaims are advantageous Developments and improvements of the vane compressor specified in the main claim possible. It is particularly advantageous in such an assembly if the volume ratio between the larger and smaller working space at least approximately the compression ratio corresponds to which between the inlet pressure and the outlet pressure in the larger There is work space, so that a particularly economical vane compressor results.

Zeichnung Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Die einzige zur Zeichnung gehörende Figur zeigt einen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Flügelzellenverdichter.Drawing An embodiment of the invention is shown in the drawing shown and explained in more detail in the following description. The only one for The figure belonging to the drawing shows a section through a vane compressor according to the invention.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels In der Zeichnung ist ein Flügelzellenverdichter dargestellt, der einen Rotor 10 aufweist, der auf einer Antriebswelle 12 sitzt. Der Rotor 10 ist in einer Kammer 14 angeordnet, welche durch eine Ausnehmung in einem Gehäuse 16 gebildet ist und weist einen mit vier radialen Schlitzen 18 versehenen Rotorkörper 19 auf, in welchen je ein Flügel 20 dicht gleitend verschiebbar ist. Wenn der Rotor 10 im Betrieb des Flügelzellenverdichter in Richtung des Pfeiles 22 umläuft liegen die zum Rotor 10 gehörenden Flügel 20 mit ihren Außenkanten 24 an der den Rotor 10 umgebenden Wand 26 der Kammer 14 an. Der Rotorkörper 19 ist in der Kammer 14 so angeordnet, daß sich zwei einander diametral gegenüberliegende, sichelförmige Arbeitsräume 28 und 30 ergeben. Weiter ist die Anordnung des Rotors 10 in der Kammer 14 so getroffen, daß der eine Arbeitsraum 28 ein größeres Volumen als der andere Arbeitsraum 30 aufweist.Description of the exemplary embodiment In the drawing is a vane compressor shown, which has a rotor 10 which is seated on a drive shaft 12. The rotor 10 is arranged in a chamber 14 which is defined by a recess in a housing 16 is formed is and has one with four radial Slits 18 provided rotor body 19, in each of which a wing 20 slides tightly is movable. When the rotor 10 is in operation of the vane compressor in the direction of the arrow 22, the blades 20 belonging to the rotor 10 lie with their outer edges 24 on the wall 26 of the chamber 14 surrounding the rotor 10. The rotor body 19 is arranged in the chamber 14 so that two diametrically opposite, sickle-shaped work spaces 28 and 30 result. Next is the arrangement of the rotor 10 taken in the chamber 14 so that the one working space 28 has a larger volume than the other work space 30.

Betrachtet man nun den Rotor 10 zusammen mit der Kammer 14 ist erkennbar, daß die Flügel 20 einander benachbarte Förderzellen 32 voneinander abteilen. Die Wand 26 der Kammer 14 bildet eine sogenannte Hubkurve, durch welche ein Verschieben der Flügel 20 in ihren Schlitzführungen 18 bewirkt wird, wenn der Rotor 10 in Richtung des Pfeiles 22 umläuft. Durch die auf die Flügel 20 wirkende Zentrifugalkraft wird die erforderliche Abdichtung jeder einzelnen Förderzelle 32 zwischen den Außenkanten 24 und der Hubkurve 26 erreicht. Die Hubkurve 26 ist in etwa eiförmig.If one now looks at the rotor 10 together with the chamber 14 it can be seen that that the wings 20 divide adjacent conveyor cells 32 from one another. the Wall 26 of the chamber 14 forms a so-called lifting curve, through which a displacement the vane 20 is caused in their slot guides 18 when the rotor 10 towards of arrow 22 revolves. Due to the centrifugal force acting on the wings 20 the required sealing of each individual conveyor cell 32 between the outer edges 24 and the lifting curve 26 is reached. The lifting curve 26 is approximately egg-shaped.

Ihr kleinster Durchmesser ist nur geringfügig größer als der Durchmesser des Rotorkörpers 10. In den Bereichen, wo sich der Rotorkörper 19 und die Hubkurve 26 fast berühren, spricht man von den sogenannten "engsten Spalten" 34 und 35. In Umlaufrichtung (Pfeil 22) hinter dem einen engsten Spalt 34 weist das Gehäuse 16 eine Einlaßöffnung 36 auf, die in den Arbeitsraum 28 mündet. In Pfeilrichtung 22 hinter der Einlaßeffnung 36, kurz vor dem anderen engsten Spalt 35 ist der Arbeitsraum 28 mit einer Auslaßöffnung 38 versehen, welche in einen Kanal 40 übergeht, der in Pfeilrichtung 22 gesehen hinter dem engsten Spalt 35 über eine Einlaßöffnung 42 in den anderen Arbeitsraum 30 mündet. In dem Kanal 40 ist nahe der Auslaßöffnung 38 ein Rückschlagventil 44 angeordnet, welches ein Zurückströmen des zu fördernden Mediums aus dem Kanal 40 in den Arbeitsraum 28 verhindert. Der Arbeitsraum 32 ist kurz vor dem engsten Spalt 34 mit einer Auslaßöffnung 46 ausgestattet, in der ebenfalls ein Rückschlagventil 48 angeordnet ist.Their smallest diameter is only slightly larger than the diameter of the rotor body 10. In the areas where the rotor body 19 and the lifting curve 26 almost touching one speaks of the so-called "narrowest gaps" 34 and 35. In The housing 16 faces the direction of rotation (arrow 22) behind the narrowest gap 34 an inlet opening 36 which opens into the working space 28. In the direction of the arrow 22 behind the inlet opening 36, just before the other narrowest gap 35, is the working space 28 is provided with an outlet opening 38 which merges into a channel 40, which in Direction of arrow 22 seen behind the narrowest gap 35 via an inlet opening 42 opens into the other work space 30. In the channel 40 is close to the Outlet opening 38 arranged a check valve 44, which prevents a backflow of the to be conveyed medium from the channel 40 in the work space 28 prevented. The work space 32 is equipped with an outlet opening 46 shortly before the narrowest gap 34, in which is also a check valve 48 is arranged.

Im Betrieb des Flügelzellenverdichters - also wenn der Rotor 10 in Richtung des Pfeiles 22 dreht - wird über die Einlaßöffnung 36 in den Arbeitsraum 28 ein gasförmiges Medium angesaugt. Das Medium befindet sich stets in einer, durch zwei einander benachbarte Flügel begrenzten Förderzelle 32. Mit dem Wandern der Förderzelle aus dem Bereich der Einlaßöffnung 36 zur Auslaßöffnung 38 wird das Medium mehr und mehr verdichtet, bis es einen Druck erreicht, der das Rückschlagventil 44 zu öffnen vermag.When the vane compressor is in operation - i.e. when the rotor 10 is in Rotates in the direction of arrow 22 - is via the inlet opening 36 into the work space 28 sucked in a gaseous medium. The medium is always in a, through two adjacent wings limited delivery cell 32. With the migration of The medium becomes the delivery cell from the area of the inlet opening 36 to the outlet opening 38 more and more compressed until it reaches a pressure that the check valve 44 able to open.

Das komprimierte Medium strömt nun durch die Auslaßöffnung 38 und durch den Überströmkanal 40 zur Einlaßöffnung 42 und somit in den Arbeitsraum 28, wo es wieder in eine Förderzelle 32 gelangt. Dort wird das vorverdichtete Medium in der Förderzelle 32 weitertransportiert und unter einer zusätzlichen Komprimierung zur Aus daß öffnung 46 gebracht, wo es nach Öffnen des Rückschlagventils 48 durch die Auslaßöffnung 46 ausgeschoben wird.The compressed medium now flows through the outlet opening 38 and through the overflow channel 40 to the inlet opening 42 and thus into the working space 28, where it is returned to a conveyor cell 32. There is the pre-compressed medium transported further in the conveying cell 32 and with additional compression brought to the out of that opening 46, where it passes through after opening the check valve 48 the outlet port 46 is pushed out.

Damit eine besonders effektive Arbeitsweise gewährleistet ist, sind die Volumina der beiden Arbeitsräume 28 und 30 so aufeinander abgestimmt, daß das VolumenverhËltnis von dem größeren Arbeitsraum 28 zu dem kleineren Arbeitsraum 30 wenigstens annähernd dem Verdichtungsverhältnis entspricht, welches zwischen dem Umgebungsdruck und dem im Bereich der Auslaßöffnung 38 des größeren Arbeitsraums 28 herrschenden Zwischendrucks besteht. Es soll damit erreicht werden, daß das vorverdichtete Medium, mit dem Zwischendruck - wie er beispielsweis im Bereich des Übergangskanals 40 herrscht - in den kleineren Arbeitsraum 30 gelangt, so daß dort direkt die weitere Verdichtung erfolgt. Da eine isotherme Verdichtung und damit auch eine möglichst geringe Erwärmung des zu fördernden Mediums angestrebt wird, sind im Bereich des Überströmkanals 40 Kühlmittel angeordnet, welche die beim Verdichten des Mediums im Arbeitsraum 28 entstandene Wärme abführen. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Überströmkanal 40 über einen Teilabschnitt durch einen außen auf das Gehäuse 16 aufgesetzten Deckel 50 begrenzt, welcher zum Gehäuse gehört und der mit als Kühlmittel wirkenden Rippen 52 versehen ist.So that a particularly effective way of working is guaranteed, are the volumes of the two working spaces 28 and 30 matched so that the Volume ratio of the larger working space 28 to the smaller working space 30 at least approximately corresponds to the compression ratio, which between the Ambient pressure and that in the area of the outlet opening 38 of the larger working space 28 prevailing intermediate pressure. It is to be achieved that the pre-compressed Medium, with the intermediate pressure - as it is, for example, in the area of the transition channel 40 prevails - enters the smaller work space 30, so that there directly the other Compaction takes place. Since an isothermal compression and thus also a possible low heating of the medium to be conveyed is sought, are in the area of the Overflow channel 40 arranged coolant, which when compressing the medium Dissipate heat generated in work space 28. In the present embodiment is the overflow channel 40 over a section through an outside onto the housing 16 attached cover 50, which belongs to the housing and which is used as a coolant acting ribs 52 is provided.

Um im Bereich der engsten Spalten 34, 35 eine besonders gute Abdichtung zu erreichen, weist die Hubkurve 26 dort je einen kreiszylindrischen Bereich 54 auf, welcher von den Außenkanten 24 der zum Rotor 10 gehörenden Flügel 20 durchlaufen werden muß. Der Bereich 54 geht jeweils tangential in die Hubkurve 26 über.In order to achieve a particularly good seal in the area of the narrowest gaps 34, 35 To achieve this, the lifting curve 26 has a circular cylindrical area 54 there on which of the outer edges 24 of the blades 20 belonging to the rotor 10 pass through must become. The area 54 merges tangentially into the lift curve 26.

Ein wesentliches Merkmal der Erfindung ist also darin zu sehen, daß der bezogen auf die Arbeitsrichtung (Pfeil 22) vornliegende Arbeitsraum 28 ein größeres Volumen hat als der diesem in Arbeitsrichtung benachbarter Arbeitsraum 30 und daß die Auslaßöffnung 38 des größeren Arbeitsraums 28 mit der Einlaßöffnung 42 des kleineren Arbeistraums 30 verbunden ist.An essential feature of the invention is therefore to be seen in the fact that the working space 28 at the front in relation to the working direction (arrow 22) is a larger one Has volume than the working space 30 adjacent to this in the working direction and that the outlet opening 38 of the larger working space 28 with the inlet opening 42 of the smaller one Work room 30 is connected.

Diese Merkmale sind an einem Flügelzellenverdichter auch mehrfach zu verwirklichen. Es ist also denkbar, daß man auch drei oder mehr Arbeitskammern in Arbeitsrichtung hintereinanderliegend anordnet und daß man jede Ausgangsöffnung der größeren Arbeitskammer mit der Eingangsöffnung einer dahinterliegenden, kleineren Arbeitskammer verbindet. Die größte Arbeitskammer wird in diesem Fall mit einer Eingangsöffnung ausgestattet sein, welche ihre Anordnung der Eingangsöffnung 36 beim Ausführungsbeispiel entspricht. Die letzte, kleinste Arbeitskammer jedoch wird mit einer Ausgangsöffnung versehen sein, die entsprechend der Ausgangsöffnung 46 beim beschriebenen Ausführungsbeispiel ausgebildet ist. Weiter können auch die Überströmkanäle zwischen den einander benachbarten Kammern Rückschlagventile aufweisen.These features are also multiple on a vane compressor to realize. It is therefore conceivable that one could also have three or more working chambers arranged one behind the other in the working direction and that each exit opening the larger working chamber with the entrance opening of a smaller one behind it Work chamber connects. The largest working chamber is in this Case be equipped with an entrance opening, which their arrangement of the entrance opening 36 corresponds in the exemplary embodiment. The last, smallest working chamber, however will be provided with an exit opening corresponding to the exit opening 46 is formed in the described embodiment. The Have overflow channels between the adjacent chambers check valves.

Ein besonderes kostengünstiger Flügelzellenverdichter kann erhalten werden, wenn man die Rückschlagventile wegläßt. Dadurch wird jedoch der Wirkungsgrad des Verdichters schlechter.A particularly inexpensive vane compressor can be obtained if you omit the check valves. However, this increases the efficiency the compressor worse.

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Claims (1)

Ansprüche Flügelzellenverdichter mit in etwa radialen Schlitzen eines mit einer Antriebswelle verbundenen Rotorkörpers dicht und gleitend beweglichen Flügeln, die einzelne Förderzellen voneinander abteilen und deren Außenkanten an der gekrümmten Wandfläche einer zylindrischen Gehäuse ausnehmung gleiten und mit insbesondere zwei einander diametral gegenüberliegenden, zwischen der Gehäuseausnehmung und dem Rotor liegenden sichelförmigen Arbeitsräumen, die zumindest je eine Einlaß- und eine Auslaßöffnung aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaßöffnung (38) eines Arbeitsraumes (28) mit der Einlaßöffnung (42) eines in Drehrichtung (22) des Rotors (10) gesehen davorliegenden, ein kleineres Volumen als der erstgenannte Arbeitsraum (28) aufweisenden Arbeitsraum (30) verbunden ist. Claims vane compressor with approximately radial slots one with a drive shaft connected to the rotor body tightly and slidably movable Wings that separate the individual conveyor cells from each other and their outer edges the curved wall surface of a cylindrical housing and slide recess with in particular two diametrically opposed between the housing recess and the rotor lying sickle-shaped working spaces, each of which has at least one inlet and having an outlet opening, characterized in that the outlet opening (38) of a working space (28) with the inlet opening (42) one in the direction of rotation (22) of the rotor (10) seen in front of it, a smaller volume than the former Working space (28) having working space (30) is connected. 2. Flügelzellenverdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Volumenverhältnis zwischen dem größeren und dem kleineren Arbeitsraum (28 bzw. 30) wenigstens annähernd dem Verdichtungsverhältnis entspricht, welches zwischen dem Umgebungsdruck und dem Ausgangsdruck im größeren Arbeitsraum (28) besteht.2. Vane compressor according to claim 1, characterized in that that the volume ratio between the larger and the smaller working space (28 or 30) at least approximately corresponds to the compression ratio, which between the ambient pressure and the outlet pressure in the larger working space (28). 3. Flügelzellenverdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der die einander benachbarten Arbeitsräume (28, 30) miteinander verbindenden Überströmkanäle (40) Kühlmittel (52) angeordnet sind.3. Vane compressor according to claim 1, characterized in that that in the area of the adjacent working spaces (28, 30) connecting with one another Overflow channels (40) coolant (52) are arranged. 4. Flügelzellenverdichter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlmittel als am Verdichtergehäuse (16) angeordnete Rippen «52) ausgebildet sind.4. Vane compressor according to claim 3, characterized in that that the coolant is designed as ribs 52) arranged on the compressor housing (16) are. 5. Flügelzellenverdichter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlrippen (52) an einem Deckel (50) angeordnet sind, der einen vorzugsweise in das Gehäuse (16) eingearbeiteten Überströmkanal (40) über wenigstens einen Teilabschnitt begrenzt.5. Vane compressor according to claim 4, characterized in that that the cooling fins (52) are arranged on a cover (50), which is preferably one overflow channel (40) machined into the housing (16) over at least a partial section limited. 6. Flügelzellenverdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Flügelzellenverdichter zwei einander diametral gegenüberliegende Arbeitsräume (28, 30) aufweist.6. Vane compressor according to claim 1, characterized in that that the vane compressor has two diametrically opposed working spaces (28, 30). 7. Flügelzellenverdichter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Bereich des die beiden Arbeitskammern (28, 30) miteinander verbindenden Überströmkanals (40) ein in Richtung zum kleineren Arbeitsraum (30) öffnendes Rückschlagventil (44) angeordnet ist.7. Vane compressor according to claim 6, characterized in that that in the area of the two working chambers (28, 30) connecting with one another Overflow channel (40) a check valve opening in the direction of the smaller working space (30) (44) is arranged. 8. Flügelzellenverdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaßöffnung (46) des kleineren Arbeitsraumes (30) mit einem Rückschlagventil (48) versehen ist.8. Vane compressor according to claim 1, characterized in that that the outlet opening (46) of the smaller working space (30) with a check valve (48) is provided. 9. Flügelzellenverdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandfläche (26) der Gehäuseausnehmung (14) im Bereich der die einzelnen Arbeitsräume (28, 30) voneinander trennenden engsten Spalten (3>4 bzw.9. Vane compressor according to claim 1, characterized in that that the wall surface (26) of the housing recess (14) in the area of the individual The narrowest gaps (3> 4 resp. 35) eine kreiszylindrische Form aufweist.35) has a circular cylindrical shape.
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