DE3800324C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft einen Flügelzellenverdichter, wie man ihn z. B.
zum Verdichten des Kühlmittels in Klimaanlagen von Kraftwagen verwendet.
Flügelzellenverdichter dieser Art haben einen Hubring, dessen Innenseite
als huberzeugende Innenfläche ausgebildet ist und dessen beide offenen Enden
durch Seitenteile verschlossen sind. Innerhalb des Hubrings ist ein Rotor dreh
bar gelagert, und dieser Rotor hat in axialer Richtung verlaufende Schlitze,
in welchen Flügel verschiebbar angeordnet sind. Die Seitenteile, der Hubring,
der Rotor und die Flügel bilden zusammen Pumpkammern, deren Volumina sich
bei einer Drehung des Rotors laufend ändern, um Druckmittel zu verdichten,
das diesen Pumpkammern zugeführt wird.
Bei derartigen Flügelzellenverdichtern, wie sie z. B. die japanische Patent-
Offenlegungsschrift 60-11 601 zeigt, hat die huberzeugende Innenfläche des
Hubrings ein Profil, das etwa dem Ausdruck sin²R folgt. Wird ein derartiges
Profil verwendet, so löst sich jeweils das äußere Ende eines Flügels von
der huberzeugenden Innenfläche an einer Stelle, die, bezogen auf die Drehrichtung
des Flügels, unmittelbar nach dem regelmäßig kreisbogenförmigen Abschnitt
der huberzeugenden Innenfläche liegt. Ein Verdichter mit zwei Pumpkammern
hat z. B. zwei solche Stellen, so daß bei einer vollständigen Rotordrehung
ein Flügel zweimal von der huberzeugenden Innenfläche des Hubrings ab
hebt. Die Abschnitte in Form eines regelmäßigen Kreisbogenabschnitts sind
dabei Abschnitte kleinen Durchmessers, an denen die Außenumfangsfläche des
Rotors eng gegen die huberzeugende Innenfläche des Hubrings anliegt, also
von dieser einen sehr kleinen Abstand hat.
Hebt nun in der beschriebenen Weise eine Flügelspitze von der huberzeugenden
Innenfläche ab, so besteht die Tendenz, daß die Flügel rattern bzw. prellen,
und das führt zu einer Zunahme der Drehmomentschwankungen des
Rotors.
Aus der US 37 85 758 kennt man eine Flügelzellenpumpe mit
relativ dicken Flügeln, welche deshalb jeweils zwei Dichtlippen
haben. An einer Stelle der Hubfläche, wo man bislang einen konstanten,
kleinen Durchmesser verwendet hatte, wird bei dieser Pumpe eine
Rampe mit einem kleinen Winkel verwendet. Durch diese Rampe werden
dort statisch unbestimmte Zustände bei dieser besonderen Art von
Flügeln verhindert. Jedoch wird durch diese Rampe das Fördervolumen
verringert.
Die US 44 80 973 zeigt einen Flügelzellenverdichter mit einer
Hubfläche, die aus verschiedenen Abschnitten zusammengesetzt ist,
wie folgt: Auf einen ersten kreisförmigen Abschnitt kleinen Durchmessers
folgt ein Abschnitt mit zunehmendem Radius, dessen Hubkurve dem
Ausdruck sin²R folgt. Diesem folgt ein Abschnitt mit konstantem
Radius, dann ein erster Abschnitt mit abnehmendem Radius, wieder
ein Abschnitt mit konstantem Radius, und anschließend ein zweiter
Abschnitt mit abnehmendem Radius, der in den zuerst genannten Ab
schnitt mit konstantem Radius übergeht. Durch diese Form der Hubkurve
sollen Schwankungen des Drehmoments klein gehalten werden.
Die US 23 47 944 zeigt eine Flügelzellenpumpe mit einer Hubkurve,
die zwei kreisbogenförmige Abschnitte aufweist, nämlich einen Ab
schnitt kleineren Radius r1 und einen Abschnitt größeren Radius
r1 + h. Zwischen diesen Abschnitten liegen Übergangsabschnitte, deren
Funktion es ist, weiche Übergänge zwischen den kreisbogenförmigen
Abschnitten herzustellen. Dazu haben diese Übergangsabschnitte
etwa die Form eines Abschnitts einer archimedischen Spirale.
Die DE 36 16 579 A1 betrifft einen Flügelzellenverdichter mit
einem Hubring, dessen Hubfläche so ausgebildet ist, daß Drehmomenten
schwankungen klein gemacht werden und die Gefahr eines Hüpfens
oder Springens der Flügel reduziert wird. Der Radius der Hubfläche
ist bestimmt durch ein Produkt vom Typ
sinR · cos(R/2).
Alternativ wird ein Radiusverlauf verwendet, bei dem von einem
Sinusterm ein quadrierter Sinusterm abgezogen wird.
Eine Aufgabe der Erfindung wird darin gesehen, einen neuen Flügel
zellenverdichter bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung gelöst durch den Gegenstand
des Patentanspruchs 1. Man erreicht so, daß ein Flügel dann, wenn
er von dem Bereich mit konstantem Radius (in dem er die Beschleunigung
Null erfährt) zu dem Bereich mit zunehmendem Radius gleitet, in
dem er eine endliche Beschleunigung erfährt, der Sprung in der Be
schleunigung nicht besonders hoch ist. Bei bekannten Verdichtern
tritt an dieser Stelle ein hoher Sprung in der Beschleunigung auf,
da die Durchmesseränderung vom Wert Null (im Dichtungsbereich mit
konstantem Radius) abrupt auf einen relativ hohen Wert (im Bereich
mit zunehmendem Radius) springt, weshalb die Flügel diesem Sprung
nicht sogleich folgen können und zu rattern anfangen. Durch die Er
findung wird nun dieser Sprung verkleinert, so daß die Flügel der
Änderung des Radius folgen können, ohne zu rattern. Dadurch, daß
anschließend die Zunahme des Radius progressiv erfolgt, treten keine
wesentlichen Einbußen bei der Fördermenge pro Rotorumdrehung auf.
Dabei werden die einzelnen Winkel bevorzugt gemäß den Ansprüchen
2 und/oder 3 ausgebildet, so daß für den Verdichtungsvorgang ein
größerer Drehwinkel zur Verfügung steht als für den Ansaugvorgang.
Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung
ergeben sich aus dem im folgenden beschriebenen und in der Zeichnung
dargestellten, in keiner Weise als Einschränkung der Erfindung
zu verstehenden Ausführungsbeispiel. Es zeigt
Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Flügelzellenverdichter
der Bauart mit zwei Kammern, nach einem ersten Aus
führungsbeispiel der Erfindung,
Fig. 2 einen Schnitt, gesehen längs der Linie II-II der
Fig. 1,
Fig. 3 ein Schaubild, welches die Beziehung zwischen dem
Drehwinkel des Rotors und der Flügel-Heraustritts
größe X bei einem erfindungsgemäßen Verdichter zeigt
(durchgehende Linie) im Vergleich mit einem Verdichter
nach dem Stand der Technik (gestrichelte Linie); die
Flügel-Heraustrittsgröße X gibt an, um wieviel Milli
meter der Flügel aus dem Rotor heraussteht,
Fig. 4 ein Schaubild, welches das Hubprofil der huberzeugenden
Innenfläche eines Hubrings bei einem erfindungsgemäßen
Flügelzellenverdichter zeigt, und
Fig. 5 eine grafische Darstellung der Beziehung zwischen
dem Drehwinkel des Rotors, der Flügelaustrittsbe
schleunigung und der Flügelaustrittsgeschwindigkeit bei einem erfindungsgemäßen
Flügelzellenverdichter, und im Vergleich
dazu bei einem Flügelzellenverdichter nach
dem Stand der Technik.
Die Fig. 1 und 2 zeigen einen Flügelzellenverdichter mit
zwei Pumpkammern, der auch als Flügelzellenverdichter vom
Zweikammertyp bezeichnet werden kann. Die Erfindung wird anhand
eines solchen Verdichters nachfolgend beschrieben, ohne hierauf
beschränkt zu sein.
Der in den Fig. 1 und 2 dargestellte Verdichter hat ein Gehäuse
1, welches zusammengesetzt ist aus einem becherförmigen Teil 2
mit zylindrischem Mantel und offenem Ende, und aus einem vorderen
Kopfteil 3, welches am Teil 2 befestigt ist und dessen axiales
offenes Ende verschließt. Im Gehäuse 1 befindet sich ein Pumpengehäuse
4, und dieses ist zusammengesetzt aus einem Hubring 5,
der beidseitig offen ist, einem vorderen, antriebsseitigen
Seitenteil 6 und einem hinteren Seitenteil 7, welche beide am
Hubring 5 befestigt sind und dessen beide Öffnungen in der dargestellten
Weise verschließen.
Im Pumpengehäuse 4 ist ein zylindrischer Rotor 8 drehbar angeordnet,
und dieser ist seinerseits auf einer Antriebswelle 9
angeordnet und mit dieser drehbar verbunden. Wie Fig. 2 zeigt,
befinden sich im Pumpengehäuse 4 zwei sichelförmige Förderkammern
10. Diese liegen einander diametral gegenüber, und sie werden gebildet
von der huberzeugenden Innenfläche 5a des Hubrings 5, der
Außenumfangsfläche des Rotors 8 und den Innenseiten der Seitenteile
6 und 7. In der Außenumfangsfläche des Rotors 8 befinden
sich in der üblichen Weise axiale Schlitze 11, hier vier an der
Zahl, und diese sind wie üblich mit gleichem Abstand voneinander
angeordnet, wie das auch Fig. 2 zeigt, und nehmen jeweils einen
plattenförmigen Flügel 12¹ bis 12⁴ auf, der in seinem Schlitz 11
radial verschiebbar ist.
Wird die Welle 9 angetrieben, so dreht sie den Rotor 8, und dabei
bewegen sich die Flügel 12 radial nach außen und gelangen in
Gleitkontakt mit der huberzeugenden Innenfläche 5a, wie das
Fig. 2 zeigt. Diese Auswärtsbewegung der Flügel 12, also ihr
Heraustreten aus den Schlitzen 11, erfolgt einmal durch die Zentrifugalkraft
infolge der Drehung des Rotors 8 und zum anderen
dadurch, daß unter Druck stehendes Schmieröl auf der radial
inneren Seite der Schlitze 11 auf den inneren Teil der Flügel
wirkt und diese nach außen preßt. Das Maß, um das die Flügel
12 dabei aus dem Rotor 8 heraustreten, wird im folgenden als
die Flügel-Heraustrittsgröße X bezeichnet. Dieses Heraustreten
erfolgt mit einer Geschwindigkeit, die von der Drehzahl und der
Form des Hubrings 5 abhängig ist, und diese Geschwindigkeit wird
im folgenden als Flügelaustrittsgeschwindigkeit bezeichnet,
gemessen z. B. in Millimeter/rad. Die Flügel erfahren hierbei
auch entsprechende Beschleunigungen (entsprechend der ersten Ableitung
der Geschwindigkeit), und diese werden als Flügelaustrittsbeschleunigung
bezeichnet, gemessen z. B. in Millimeter/rad²,
wobei rad=Radiant (57,3°) bedeutet. Bei der vorliegenden
Erfindung spielt diese Flügelaustrittsbeschleunigung eine wichtige
Rolle.
Die äußeren Enden der Flügel 12¹ bis 12⁴ bleiben also im Betrieb
in Gleitkontakt mit der huberzeugenden Innenfläche 5a und
drehen sich zusammen mit dem Rotor 8 im Uhrzeigersinn, bezogen auf
Fig. 2. In jeder der Förderkammern 10 befinden sich Pumpkammern
10a, und zwar jeweils zwischen zwei aufeinanderfolgenden Flügeln
12. Läuft ein Flügel 12 an einem Einlaß 13 vorbei, der z. B., wie
dargestellt, in der Umfangswand des Hubrings 5 ausgebildet ist,
so wird zu verdichtendes Druckmittel während des Saughubs in
die entsprechende Pumpkammer 10a angesaugt, und zwar durch einen
Sauganschluß 14 am Vorderteil 3 und eine (nicht dargestellte)
Saugkammer im Vorderteil 3. Das Volumen einer Pumpkammer 10a
ändert sich beim Saughub jeweils von einem Mindestwert zu einem
Höchstwert, und ändert sich anschließend beim Förderhub wieder
von diesem Höchstwert zu einem Mindestwert. Das hierbei während
des Saughubs in die Pumpkammer 10a angesaugte und anschließend
beim Förderhub verdichtete Druckmittel öffnet ein Auslaßventil
16 und wird durch einen Pumpenauslaß 15 nach außen gepreßt. Dieser
Vorgang wiederholt sich im Betrieb ständig. Das verdichtete
Druckmittel durchströmt einen Ölabscheider 17, und dort wird mit
dem Druckmittel vermischtes Öl abgeschieden. Das verdichtete
Druckmittel gelangt dann in eine Förderdruckkammer 18 zwischen
dem Gehäuse 1 und dem Pumpengehäuse 4, und es wird anschließend
durch einen Anschlußstutzen 19 am Teil 2 zu einem (nicht dargestellten)
äußeren Wärmetauschkreis gefördert, nachdem es sich
vorübergehend in der Förderdruckkammer 18 befunden hat.
Nachfolgend wird nun das Profil der huberzeugenden Innenfläche
5a beschrieben, das für die Erfindung wichtig ist. Da der Flügelzellenverdichter
nach diesem Ausführungsbeispiel vom Zweikammertyp
ist, erfolgt ein Zyklus bestehend aus Ansaugen, Verdichten
und Fördern innerhalb einer halben Drehung des Rotors 8, d. h.
innerhalb eines Drehwinkels des Rotors 8 von 180°. Anders gesagt,
werden innerhalb einer vollen Umdrehung des Rotors 8 zwei
solche Zyklen durchlaufen.
Fig. 3 zeigt eine grafische Darstellung der Beziehung zwischen
dem Drehwinkel R (in Graden) des Rotors 8 in einem Bereich
von 0-180° (halbe Umdrehung) des Drehwinkels des Rotors 8, und
die bereits erwähnte Flügel-Heraustrittsgröße X in Millimeter,
wie man sie mit dem Profil nach diesem Ausführungsbeispiel erhält,
und zwar durch eine Modellrechnung mit typischen Werten.
Fig. 3 zeigt diese Beziehung mit einer durchgehenden Linie,
während die gestrichelte Linie einen Flügelzellenverdichter nach
dem Stand der Technik zeigt, um einen Vergleich zu ermöglichen.
Fig. 3 geht von der Annahme aus, daß die Drehstellung des in Fig. 2
dargestellten Rotors 8 0° beträgt, d. h. der mit 12¹ bezeichnete
Flügel befindet sich gerade in der 0°-Stellung. Die durchgehende
Linie in Fig. 3 gibt den Betrag der Flügel-Heraustrittsgröße X
für eine huberzeugende Innenfläche 5a nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
der Erfindung. Dieses Profil ergibt eine
Kurve, wie sie in Fig. 4 ebenfalls mit 5a bezeichnet ist, und diese
Kurve besteht aus folgenden Abschnitten:
- 1) Einem ersten Abschnitt A in Form eines regelmäßigen Kreisbogens; an diesem Abschnitt A liegt die Außenumfangsfläche des Rotors 8 dicht gegen die huberzeugende Innenfläche 5a des Hubrings 5 an, wobei aber natürlich eine Drehung des Rotors 8 möglich ist;
- 2) einem an den ersten kreisbogenförmigen Abschnitt A anschließenden Abschnitt B mit zunehmendem Radius, in dem die Flügel-Heraustrittsgröße X progressiv zustimmt;
- 3) einem an den Abschnitt B (mit progressiv zunehmendem Radius) anschließenden Abschnitt C mit konstantem Radius, längs dessen die Flügel-Heraustrittsgröße X konstantgehalten wird;
- 4) einem an den Abschnitt C (mit konstantem Radius) anschließenden Abschnitt D mit abnehmendem Radius, längs dessen die Flügel-Heraustrittsgröße X progressiv abnimmt; und
- 5) einem an den Abschnitt D (mit progressiv abnehmendem Radius) anschließenden zweiten Abschnitt E in Form eines regelmäßigen Kreisbogens, längs dessen die Außenumfangsfläche des Rotors 8 dicht gegen die huberzeugende Innenfläche 5a des Hubrings 5 anliegt, wobei aber natürlich eine Drehung des Rotors 8 möglich ist.
Die vorstehend erläuterten Abschnitte A-E folgen in der alphabetischen
Reihenfolge A-B-C-D-E aufeinander. Sie haben
Profile, welche durch die folgenden Gleichungen und Ungleichungen
ausgedrückt werden können:
- 1) der erste regelmäßig kreisbogenförmige Abschnitt A: R (R) = R₀,wobei 0° R Φ₀.
- 2) Der Abschnitt B mit progressiv zunehmendem Radius: wobei Φ₀ < R Φ₁.
- 3) Der Abschnitt C mit konstantem Radius: R (R) = R₀ + H,wobei Φ₁ < R Φ₂.
- 4) der Abschnitt D mit progressiv abnehmendem Radius: wobei Φ₂ < R Φ₃.
- 5) Der zweite regelmäßig kreisbogenförmige Abschnitt E: R (R) = R₀,wobei Φ₃ < R 180°.
Hierbei gelten folgende Definitionen, vgl. auch Fig. 4:
R₀ = Radius des Rotors 8,
H = maximale Heraustrittsgröße X der Flügel 12,
R (R) = Heraustrittsgröße X eines Flügels 12 + Radius des Rotors 8 = X + R₀,
R = Drehwinkel des Rotors 8,
Φ₀ = Winkel gemessen von einer Drehungs-Bezugsstellung (0°) des Rotors 8 zu der in Drehrichtung des Rotors 8 gelegenen Abschlußkante des ersten kreisbogenförmigen Abschnitts A, gemessen bezogen auf den Mittelpunkt des Rotors 8,
Φ₁ = Winkel gemessen ab der Bezugsstellung (0°) bis zu der in Drehrichtung des Rotors 8 gelegenen Abschlußkante des Abschnitts B mit zunehmendem Radius, gemessen bezogen auf den Mittelpunkt des Rotors 8,
Φ₂ = Winkel gemessen ab der Bezugsstellung (0°) bis zu der in Drehrichtung des Rotors 8 gelegenen Abschlußkante des Abschnitts C mit konstantem Radius, gemessen bezogen auf den Mittelpunkt des Rotors 8, und
Φ₃ = Winkel gemessen ab der Bezugsstellung (0°) bis zu der in Drehrichtung des Rotors 8 gelegenen Abschlußkante des Abschnitts D mit abnehmendem Radius, gemessen bezogen auf den Mittelpunkt des Rotors 8.
R₀ = Radius des Rotors 8,
H = maximale Heraustrittsgröße X der Flügel 12,
R (R) = Heraustrittsgröße X eines Flügels 12 + Radius des Rotors 8 = X + R₀,
R = Drehwinkel des Rotors 8,
Φ₀ = Winkel gemessen von einer Drehungs-Bezugsstellung (0°) des Rotors 8 zu der in Drehrichtung des Rotors 8 gelegenen Abschlußkante des ersten kreisbogenförmigen Abschnitts A, gemessen bezogen auf den Mittelpunkt des Rotors 8,
Φ₁ = Winkel gemessen ab der Bezugsstellung (0°) bis zu der in Drehrichtung des Rotors 8 gelegenen Abschlußkante des Abschnitts B mit zunehmendem Radius, gemessen bezogen auf den Mittelpunkt des Rotors 8,
Φ₂ = Winkel gemessen ab der Bezugsstellung (0°) bis zu der in Drehrichtung des Rotors 8 gelegenen Abschlußkante des Abschnitts C mit konstantem Radius, gemessen bezogen auf den Mittelpunkt des Rotors 8, und
Φ₃ = Winkel gemessen ab der Bezugsstellung (0°) bis zu der in Drehrichtung des Rotors 8 gelegenen Abschlußkante des Abschnitts D mit abnehmendem Radius, gemessen bezogen auf den Mittelpunkt des Rotors 8.
Zweckmäßig erhält der Winkel Φ₁ folgenden Wert:
Φ₁ = α₁ + (10 . . . 20°)
dabei ist α₁ (vgl. Fig. 4) der Winkel, bei dem die Verbindung
vom Pumpeneinlaß 13 zur betreffenden Pumpkam
mer 10a geschlossen
wird, also der Winkel gemessen ab der Bezugsstellung (0°) bis
zur in Drehrichtung gelegenen Abschlußkante des Pumpeneinlasses
13, gemessen in Drehrichtung des Rotors 8.
Wird für den Winkel α₁ ein sehr kleiner Wert gewählt, so ist
es unmöglich, die Pumpkammern 10a richtig zu füllen. Deshalb hat
der Winkel α₁ zweckmäßig einen Wert in der Größe von 60°. Deshalb
erhält der Winkel Φ₁ folgenden Wert
Φ₁ = 70 . . . 80°.
Wird der Winkel Φ₂ zu groß gewählt, so erfolgt beim Verdichtungshub
der Verdichtungsvorgang abrupt, und dies führt zu einer Zunahme
der Drehmomentschwankungen des Rotors 8. Deshalb ist es zweckmäßig,
den Winkel Φ₂ wie folgt zu wählen
Φ₂ = 85 . . . 95°.
Wird die huberzeugende Innenfläche 5a in dieser Weise ausgebildet,
so erhält man folgende Charakteristika des Verdichters:
Im Bereich von etwa 5° bis etwa 65° des Drehwinkels R des Rotors 8
ist bei dem erfindungsgemäßen Profil die Flügel-Heraustrittsgröße
X klein (vgl. die durchgehende Linie in Fig. 3), verglichen
mit dem Profil nach dem Stand der Technik (vgl. die gestrichelte
Linie in Fig. 3), welche durch die Funktion sin² R oder eine
ähnliche Funktion gekennzeichnet ist.
Im Bereich von etwa 67° bis etwa 109° des Drehwinkels R des
Rotors 8 ist beim erfindungsgemäßen Profil die Flügel-Heraustrittsgröße
X groß gegenüber dem konventionellen Profil.
Im Bereich von etwa 109° bis etwa 175° des Drehwinkels R des
Rotors 8 ist beim erfindungsgemäßen Profil die Flügel-Heraustrittsgröße
X klein gegenüber dem konventionellen Profil.
Anders gesagt ist also die Flügel-Heraustrittsgröße niedrig
an Stellen vor und nach dem ersten und dem zweiten regelmäßig
kreisbogenförmigen Abschnitt A und E, verglichen mit dem Profil
nach dem Stand der Technik.
Fig. 5 zeigt die Austrittsgeschwindigkeit und die Austrittsbeschleunigung
eines Flügels 12 über dem Drehwinkel R des Rotors 8.
Wie Fig. 5 zeigt, ist die Flügelaustrittsbeschleunigung an einer
Stelle direkt nach dem ersten regelmäßig kreisbogenförmigen Abschnitt
A (und damit ebenso am Ende des hierzu symmetrisch liegenden
zweiten regelmäßig kreisbogenförmigen Abschnitts E) bei dem erfindungsgemäßen
Profil (mit einer durchgehenden Linie dargestellt)
niedrig, verglichen mit der Flügelaustrittsbeschleunigung bei
einem Verdichter nach dem Stand der Technik, die mit einer gestrichelten
Linie dargestellt ist. Dieser Beschleunigungswert ist
besonders niedrig, verglichen mit dem des Verdichters nach dem
Stand der Technik, wenn sich der betreffende Flügel 12 in der
Nähe einer Stelle unmittelbar nach einem der regelmäßig kreisbogenförmigen
Abschnitte A, E der huberzeugenden Innenfläche 5a
befindet, an welcher Stelle die Flügel-Heraustrittsgröße X
zuzunehmen beginnt und an welcher Stelle deshalb bei einem Flügelzellenverdichter
Rattergefahr besteht. Durch die Erfindung wird
also verhindert, daß Rattern auftritt, so daß Drehmomentenschwankungen
des Rotors 8 reduziert werden.
Die Erfindung wurde vorstehend an einem Flügelzellenverdichter
vom Zweikammertyp beschrieben, bei dem sich innerhalb des
Hubrings zwei Förderkammern 10 diametral gegenüberliegen. Die
Erfindung ist aber auf diese Ausführungsform in keiner Weise beschränkt.
Sie eignet sich ebenso gut für Verdichter mit nur einer
Förderkammer oder mit drei oder mehr Förderkammern. Z. B. müßten
bei einem Verdichter mit nur einer Förderkammer die Winkelwerte
auf der Abszisse der Fig. 3 mit 2 multipliziert werden,
also von 0-360° gehen, um das dort erforderliche Profil zu
erhalten, während sie z. B. bei einem Verdichter mit drei Förderkammern
mit der Zahl 2/3 multipliziert werden müßten, also nur
von 0-120° gehen würden. Dies gilt dann ebenso auch für Fig. 5.
Für den Fachmann ist eine solche Übertragung ohne jede Schwierigkeit
möglich.
Ebenso eignet sich die Erfindung für einen Flügelzellenverdichter
ohne Außenmantel, wie er Gegenstand der
JP 63-97 893 bzw. der EP 2 64 005 ist.
Claims (3)
1. Flügelzellenverdichter,
- a) mit einem Pumpengehäuse (4), welches einen Hubring (5; 37) mit einer huberzeugenden Innenfläche (5a; 37a) und gegenüberliegenden axialen offenen Enden aufweist, und welches ferner zwei Seitenteile (6, 7; 38, 39) aufweist, welche die axialen offenen Enden des Hubrings (5; 37) verschließen,
- b) mit einem im Pumpengehäuse (4) drehbar angeordneten Rotor (8; 40), welcher an seinem Außenumfang mit axial verlaufenden Schlitzen (11) versehen ist, in denen jeweils ein Flügel (12; 47) verschiebbar ange ordnet ist, wobei durch die Seitenteile (6, 7; 38, 39), den Hubring (5; 37), den Rotor (8; 40) und die Flügel (12, 47) Förderkammern (10a; 43) gebildet sind, deren Volumina sich bei der Drehung des Rotors (8; 40) ändern, um Druckmittel zu verdichten,
- c) mit einem Profil der huberzeugenden Innenfläche (5a; 37a) des Hubrings (5; 37), welches durch die nachfolgenden Gleichungen und Ungleichungen bestimmt ist:
- d) einen ersten kreisbogenförmigen Abschnitt (A), welcher durch folgende Beziehungen bestimmt ist: R(R) = Rowobei 0° R Φ₀;
- e) einen an den ersten kreisbogenförmigen Abschnitt (A) anschließenden Abschnitt (B) mit zunehmendem Radius, welcher durch folgende Beziehungen bestimmt ist: wobei Φ₀ < R Φ₁;
- f) einen Abschnitt (C) mit konstantem Radius, im Anschluß an den Abschnitt (B) mit zunehmendem Radius, welcher durch folgende Beziehungen bestimmt ist: R(R) = R₀ + H,wobei Φ₁ < R Φ₂;
- g) einen an den Abschnitts (C) mit konstantem Radius anschließenden Abschnitt (D) mit abnehmendem Radius, welcher durch folgende Be ziehungen bestimmt ist: wobei Φ₂ < R Φ₃;
- h) einen an den Abschnitt (D) mit abnehmendem Radius anschließenden
zweiten kreisbogenförmigen Abschnitt (E), welcher durch folgende
Beziehungen bestimmt ist:
R(R) = R₀,wobei Φ₃ < R 180°;
wobei folgende Definitionen gelten
R₀ = Radius des Rotors (8; 40),
H = maximale Flügel-Heraustrittsgröße (X),
R = Drehwinkel des Rotors (8; 40),
R(R) = winkelabhängige Flügel-Heraustrittsgröße (X) + Radius R₀ des Rotors (8; 40),
Φ₀ = Winkel, gemessen von einer Drehungs-Bezugsstellung (0°) des Rotors (8; 40) zu der in Drehrichtung des Rotors (8; 40) gelegenen Abschlußkante des ersten kreisbogenförmigen Abschnitts (A),
Φ₁ = Winkel, gemessen ab der Bezugsstellung (0°) bis zu der in Drehrichtung des Rotors (8; 40) gelegenen Abschlußkante des Abschnitts (B) mit zunehmendem Radius,
Φ₂ = Winkel, gemessen ab der Bezugsstellung (0°) bis zu der in Dreh richtung des Rotors (8; 40) gelegenen Abschlußkante des unter f) genannten Abschnitts (C) mit konstantem Radius, und
Φ₃ = Winkel, gemessen ab der Bezugsstellung (0°) bis zu der in Dreh richtung des Rotors (8; 40) gelegenen Abschlußkante des Abschnitts (D) mit zunehmendem Radius.
2. Flügelzellenverdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Winkel Φ₁ einen Wert von etwa 70 bis 80° aufweist.
3. Flügelzellenverdichter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß der Winkel Φ₂ einen Wert von etwa 85 bis 95° aufweist.
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