DE10055445C1 - Kompressor mit umlaufenden Zylindern - Google Patents

Abstract

Kompressoren bekannter Bauart benötigen pro Zylinder einen eigenen Einlaß- und Auslaßkanal, sowie eine Drehung von 360 DEG um einen Kompressionsakt zu erzeugen, was in bezug auf die Leistung unwirtschaftlich ist. Der neue Kompressor benötigt nur zwei Einlaß- und Auslaßkanäle für alle Zylinder, kann bei einer Umdrehung achtfach extrem hohen Kompressionsdruck erzeugen, mit geringem Energieaufwand und enormer Raum- und Gewichtseinsparung. DOLLAR A Der im Gehäuseblock (1, 1a, 1b) zentrierte Rotor (2) beinhaltet mehrere rotierende Zylinder (3), die bei jeder Umdrehung des Rotors zwei Mal einen Einlaßkanal (9) und Auslaßkanal (10) passieren, mittels Dichtungselementen (7), Druckfedern (8) und der bei steigender Drehzahl des Rotors auf die Zylinder wirkenden Zentrifugalkraft abgedichtet werden. Die in den Zylindern platzierten Kolben (4) stehen mit Kolbenwellen (5) in Verbindung, die an den Enden in den Exzenterblock (1a, 1b) hineinragen und dort bei Drehbewegung des Rotors gelagert den Exzenter (6) entlang laufen und somit die Kolben in Auf- und Abbewegung versetzen. DOLLAR A Der Kompressor kann in Industrie, Handwerk, Hobby sowie Fahrzeug, Motoren, Aggregaten und Straßenbau-Bereichen Anwendung finden.

Description

Ein Kompressor mit im Block angeordneten, mehreren rotierenden Zylindern, in denen Arbeitskolben, jeweils axial beweglich und mit Kolbenringen abgedichtet, angeordnet sind, die über einen Exzenter mit Bezug auf die Winkelstellung einer Arbeitswelle jeweils einen Kompressionsraum veränderlicher Größe bilden, der jeweils zweitweilig mit einem Einlasskanal und einem Auslasskanal verbunden ist.

Bei Kompressoren bekannter Art sind die Zylinder feststehend angeordnet und jeder Zylinder ist mit einem eigenen Einlass- und Auslasskanal verbunden. Kolben werden über die Kurbelwelle in Bewegung gesetzt, die einer Drehung von 360° bedarf, um einen Kompressionstakt zu erzeugen.

Weiterhin sind auch sogenannte Rotationskompressoren bekannt, deren Rotor mit eingesetzten Dichtleisten beim Rotieren einen veränderlichen Kompressionsraum bildet. Die im Rotor eingesetzten Dichtleisten sind erheblichem Verschleiß unterworfen und daher ist diese Art der Kompressoren für hohe Leistungen nicht geeignet.

Schließlich ist aus der DE 804 945 C ein Kompressor mit einem Rotor bekannt, in dem Kolben mittels verlängerter Kolbenbolzen über Rollen, die auf einer Laufbahn abrollen, bewegt werden.

Diese Erfindung ist ein neuartiger Kompressor, der wie in den beigefügten Zeichnungen als Vierzylinder-Version, bei einer vollen Umdrehung acht mal komprimiert, wobei Kolben auf dem höchsten Punkt bis auf das Minimum an den Gehäusering fahren, was einen hohen Druck und eine hohe Leistung verspricht und der dabei nur zwei Einlass- und Auslasskanäle für alle Zylinder benötigt.

Bauart des Kompressors

Im Gehäuse, welches aus drei Teilen besteht (Gehäusering und zwei spiegelbildliche Exzenterblöcke), befindet sich ein Rotor, der beidseitig in den Exzenterblöcken gelagert ist, in dem die Zylinder paarig gegenüberliegend eingelassen und mit dem Kompressionsraum jeweils nach außen liegend angeordnet sind. Abgedichtet werden die Zylinder von Dichtungselementen, die an der Zylinderstirn befestigt, durch Federelemente gegen den Gehäuserand angedrückt und ausreichend ausgeführt sein können, so dass eine geringfügige Abnutzung über die Lebensdauer des Kompressors die Dichtung nicht beeinträchtigt. Außerdem wird der Dichtdruck durch die Zentrifugalkraft mit zunehmender Drehzahl des Rotors erhöht. Die im Rotor geführten Kolbenwellen laufen während dessen Drehung gelagert entlang des Exzenters, was die Kolben in Auf- und Ab-Bewegung versetzt.

Ein weiterer Vorteil des Kompressors ist, dass die Zylinder bei paariger symmetrischer Anordnung stets den gleichen Gesamtschwerpunkt haben, am Kolben keine Kippkräfte entstehen und die Erfindung keine Kurbelwelle erfordert, so dass beim Lauf nach außen keine Vibrationen übertragen werden.

Anwendung könnte diese neue Bauart des Kompressors in allen zur Zeit bekannten gewerblichen Bereichen finden wie zum Beispiel:
Fahrzeug- und Motorenbau, Gerätebau, Industriebau, Straßenbau, oder im Hobbybereich.

Kurzfassung

Im Vergleich zu herkömmlichen zum Beispiel: Einzylinder-100 cm³-Volumen- Kompressoren hätte die Erfindung bei identischem Volumen 8fach mehr Leistung und ca. gleiche Baugröße oder gleiche Leistung und erheblich geringere Baugröße, was eine enorme Raum- und Gewichtseinsparung zur Folge hätte, mit den zuvor in der Beschreibung angegebenen Vorteilen.

Es zeigen:

Fig. 1 Querschnitt durch den Block und die Zylinder,

Fig. 2 Querschnitt radial durch den Block und die dazugehörigen Bauteile,

Fig. 3 zeigt den Exzenterblock in Vorderansicht und den Gehäusering in 3D-Ansicht,

Fig. 4 Bauart in Vorderansicht (Objekt 5) in dem Kompremier- und Saugzyklus und eine 3D-Ansicht (Objekt 6) des Rotors im Gehäusering,

Fig. 5 Exzenterblock in Vorderansicht (Objekt 7) und in Seitenansicht (Objekt 8).

Bezeichnung

Fig.

1

1

A Auslaßkanal

1

+ Rückschlagventil

1

B Einlaßkanal

1

1

C Auslaßkanal

2

+ Rückschlagventil

1

D Einlaßkanal

2

2

A Zylinder

3

Kolben

2

C Aufbau komplett

2

D Zylinderfassung

6

Exenter

5

Rotor

1

Gehäusering

Fig.

2

1

Gehäusering

2

Exenterblock

3

Kolben

4

Kolbenwelle (gelagert)

6

Exenter

5

Rotor

7

Rotorwelle

6

Exenter

3

Kolben-kolbenwelle (Vorderansicht)

3

Kolben-Kolbenwelle (Seitenansicht)

2

F Zylinder (Vorderansicht)

2

F Zylinder (Seitenansicht)

2

F Zylinder (Draufsicht)

Fig.

3

1

P Flansch

6

Exenter

1

A Auslaßkanal

1

1

C Auslaßkanal

2

1

B Einlaßkanal

2

2

Exenterblock

1

Gehäusering

Fig.

4

1

A Auslaßkanal

1

1

B Einlaßkanal

1

1

C Auslaßkanal

2

1

D Einlaßkanal

2

2

A Zylinder

3

Kolben

2

H Kolbenringe

6

Exenter

1

Gehäusering

5

Rotor

14

Dichtungselement

4

A Federelement

15

Führungskanal

7

Rotorwelle

2

E Verdichtungsraum
* Die Bezeichnung ist eine Verdeutlichung. Das Objekt befindet sich nicht in

Fig.

4

Fig.

5

12

Exenterblock

6

Exenter

Claims (3)

1. Kolbenkompressor bestehend aus,

• a) einem Gehäuse, das aus einem Gehäusering und zwei sich gegenüberliegenden, am Gehäusering befestigten Exzenterblöcken besteht, in denen jeweils ein nutförmiger Exzenter ist,
• b) einem Rotor, der sich in dem Gehäuse befindet und der beidseitig in den Exzenterblöcken gelagert ist, wobei der Rotor mehrere symmetrisch, in radialer Richtung angeordnete Zylinder mit jeweils einem radial außen liegenden Kompressionsraum beinhaltet,
• c) Dichtungselementen, die an der jeweiligen Zylinderstirn der Zylinder so befestigt sind, dass sie die rotierenden Zylinder gegenüber dem Gehäusering abdichten,
• d) Federelementen, die zusammen mit der bei steigender Drehzahl auftretenden Zentrifugalkraft die Zylinder mit den Dichtungselementen gegen den Gehäusering drücken, um so die Abdichtung des Kompressionsraums zu sichern, und
• e) einem in jedem Zylinder beweglichen Kolben, der den radial außen liegenden Kompressionsraum begrenzt und der auf der gegenüberliegenden Seite des Kompressionsraums eine Kolbenstange aufweist, wobei jede Kolbenstange mit einer Kolbenwelle verbunden ist, die an jedem ihrer beiden Enden zur Führung in einen der beiden nutförmigen Exzenter eingreift.

2. Kolbenkompressor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vier Zylinder und vier Kolben sowie zwei Einlassventile und zwei Auslassventile vorgesehen sind, so dass bei einer Umdrehung des Rotors acht mal komprimiert wird.

3. Kolbenkompressor nach einem der vorhergehenden Ansprüch, dadurch gekennzeichnet, dass im Gehäusering Einlass- und Auslasskanäle angeordnet sind.