DE3238735A1

DE3238735A1 - Vorrichtung zum transport von fluiden

Info

Publication number: DE3238735A1
Application number: DE19823238735
Authority: DE
Inventors: Arthur Lee 54601 La Crosse Wis. Butterworth
Original assignee: Trane Co
Current assignee: Trane Co
Priority date: 1981-10-19
Filing date: 1982-10-15
Publication date: 1983-05-26
Also published as: FR2514836B1; GB2109466B; DE3238735C2; JPS5891389A; JPH0137600B2; CA1190527A; GB2109466A; US4413959A; FR2514836A1

Description

DIPL.-INQ. DIETtR JANDER DR.-INQ. MANFRED BUNINQ

PATENTANWÄLTE

- 4 Vorrichtung zum Transport von Fluiden

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung, insbesondere zum Transport von Fluiden, vorzugsweise Flüssigkeiten, bestehend aus zwei Platten, deren einander gegenüberliegende Flächen ineinandergreifende, schmeckenförmig verlaufende Wände haben, zwischen denen bei einer Orbitalbewegung der einen Platte relativ zu der anderen in ihrer Grosse veränderliche Volumina gebildet werden, aus einer motorisch antreibbaren Welle mit einem exzentrisch angeordneten Ansatz an ihrem einen Ende, einem Schwingglied, das einerseits mit dem Ansatz und andererseits mit der einen Platte verbunden ist, wobei der Ansatz und das Schwingglied ihre relative Lage zueinander verändern können, daß bei Stillstand der Vorrichtung ein Abstand zwischen den Wänden besteht und bei Betrieb der Vorrichtung die Wände dichtend aneinanderliegen.

Dadurch, daß bei Stillstand der Vorrichtung die Wände einen Abstand voneinander haben, wird erreicht, daß beim Anfahren der Motor ein geringeres Drehmoment zu überwinden hat als beim Normalbetrieb, was den Anfahrprozess erleichtert.

Bei einer bekannten Vorrichtung der eingangs erwähnten Art (US-PS 3 924 977, Fig. 5 und 19) sitzt der Ansatz in einer Bohrung des Schwinggliedes. Zusätzlich sind Federn vorgesehen, die bei Betrieb durch die Zentrifugalkraft verformt werden. Diese Ausbildung ist relativ kompliziert. Hinzu kommt, daß in die Bohrung Schmutzteilchen gelangen, die zu Abnutzungen führen. Diese Schmutzteilchen werden wegen der geringen Drehbewegungen der Teile zueinander nicht wieder heraustransportiert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannte Vorrichtung derart zu verändern, daß sie einfacher wird und die erwähnten Abnutzungserscheinungen vermieden werden.

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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Ansatz mit dem Schwingglied über ein Organ verbunden ist und daß das Organ bei Betrieb durch das auf dieses wirkende Drehmoment verformt wird«

Während des Anfahrens wird das Organ aufgrund der auftretenden Lasten verbogen« Das führt zu einer geringfügigen Verschiebung der Platten zueinander_s derart, daß sich die Wände bald nach Beginn des Anfahrprozesses aneinanderlegen.

Durch die erfindungsgemässe Maßnahme wird einerseits eine Vereinfachung erzielt und andererseits Abnutzungserscheinungen zwischen dem Ansatz und dem Schwingglied vermieden, da diese Teile nicht drehbar zueinander sind.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Zeichnung ρ Darin zeigen?

Fig» 1 eine Seitenansicht der erfindungsgemässen Vorrichtung teilweise im Schnitt;

Fig» 2 eine Draufsicht auf das Schwingglied und weitere Einzelheiten;

Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie 3-3 der Fig. 2 und Fig. 4 das obere Ende der WeIIe₀

Mit 10 ist ein Kühlmittelkompressor vom Schneckentyp bezeichnet. Er weist eine nach außen hermetisch abschliessende Wand 11, eine Einsaugöffnung 12 und eine Ausflußöffnung 13 auf. Während des Betriebes strömt Kühlmittel durch die Öffnung 12, den Spalt des Rotors eines Elektromotors (nicht dargestellt), um die Windungen zu kühlen, zwischen Platten 14 und 15 hindurch, welche das Kühlmittel transportieren, und aus der Öffnung 13 hinaus. Die Platten 14 und 15 sind mit schneckenförmigen Windungen 16 und

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- 6 17 bestückt, welche den Flüssigkeitstransport besorgen.

Die Platte 14 ist fest, und die Platte 15 vollführt eine Orbitalbewegung. Sie wird von einer Welle 18 angetrieben. Die Drehung der Welle 18 wird mittels eines Schwinggliedes 19 auf die Platte 15 übertragen. Das Schwingglied 19 läßt radiale Relativbewegungen der Teile zueinander zu. Sein lippenförmiger Teil dient als Gegengewicht, um die Zentrifugalkraft, die von der Platte 15 ausgeübt wird, auszugleichen.

Das obere Ende der Welle 18 weist einen versetzt angeordneten Ansatz 20 auf. Der Ansatz 20 ist mit dem Schwingglied 19 über ein flexibles Organ 25 verbunden, das eine solche Elastizität besitzt, daß es sich Biegungskräften entgegensetzt. Ein Rollenlager 26 hält die Welle 18 in der Mitte der Wand 11.

Ein fester Winkel zwischen den Platten 14 und 15 bzw. ihren Wänden 16 und 17 wird durch eine Oldham-Kupplung 27 aufrechterhalten. Solche Kupplungen sind bekannt, siehe z.B. das US-Patent 4 065 279. Die feste Platte 14 wird durch säulenförmige Blöcke 28 gehalten, die vier an der Zahl in regelmässigen Abständen um die Platten 14 und 15 herum angeordnet sind und mittels Bolzen 29 an der Platte 14 befestigt sind. Die feste Platte 14 ist auf diese Weise an einem Gehäuse 20 befestigt.

Aus den Fig. 2 bis 4 ergibt sich der Arbeitsablauf zwischen dem Ansatz 20, dem flexiblen Organ 25 und dem Schwingglied 19. Der Fig. 2 kann man entnehmen, daß das flexible Organ 25 mit seiner einen Seite an dem Ansatz 20 mittels Bolzen 35 und mit seiner anderen Seite an dem Schwingglied 19 mittels Bolzen 36 befestigt ist. Das flexible Organ 25 sitzt außerdem innerhalb eines Schlitzes 37 des Schwinggliedes 19. Dieser Schlitz kann jedoch auch fehlen, derart, daß das flexible Organ 25 lediglich an einer ebenen Fläche des Schwinggliedes 19 befestigt ist. Der Ansatz 20 weist einen abgerundeten Teil auf, an den sich das flexible Organ anlegen kann, wenn die Welle 18 im Uhrzeigersinn

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gesehen von oben beschleunigt wird. In den Figuren ist das flexible Organ 25 praktisch nicht verbogen, ein Zustand, der dann herrscht, wenn der Kompressor nicht energiebeaufschlagt ist und sich die Welle 18 nicht dreht„

Während des Betriebes dreht sich die Welle 18 um ihre Längsachse 38 (so Fig. 2)„ Diese Längsachse 38 stellt ebenfalls das Rotationszentrum für den Ansatz 20 dar* Die Rotation des Ansatzes 20 wird über das flexible Organ 25 auf das Schwingglied 19 übertragen? das sich um eine Achse 39 dreht, die einen gewissen Abstand von der Achse 38 besitzt. Der Abstand der Achsen 38 und 39 bestimmt den Radius der Exzentrität für die Wände 16 und 17» Das Schwingglied 19 besitzt eine Bohrung 40, die zentrisch zur Achse 39 angeordnet ist und ein Gleitlager 41 aufnimmt. In letzterem sitzt ein Stift 42, der mit der Platte 15 verbunden ist. Wenn sich das Schwingglied 19 um die Achse 39 dreht, drehen sich die Achse 39 und der Stift um die Achse 38. Es dreht sich also auch die Platte 15 entsprechend, derart, daß die Wand 17 eine entsprechende Drehung um die Wand 16 vollführt. Auf diese Weise werden Flüssigkeitstaschen gebildet, die sich um die Wände 16 und 17 bewegen und bei ihrer Bewegung radial nach innen eine Volumenreduzierung und damit einen Druckanstieg aufweisen« Das komprimierte Fluid wird infolgedessen vom Kompressor 10 durch die Öffnung 13 nach außen gedrückt.

Wenn die Welle 18 nicht rotiert, wird das flexible Organ seine ebene Form einnehmen und parallel zur Längsachse des Kompressors orientiert sein. Die Elastizität wird über das Schwingglied 19 auf die Platte 15 übertragen, welche in Ruhe ist. Auf diese Weise wird die Exz.entrität der Wände 16 und 17 um einen sehr kleinen Betrag reduziert. Ebenso wird der Abstand zwischen den Achsen 38 und 39 etwas verringert. Das hat zur Folge, daß sich die Flanken der Wände 1.6 und 17 etwas voneinander entfernen, was dazu führt, daß die Dichtung zwischen diesen Flächen verringert wird, die normalerweise durch Radialkräfte während des Be-

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triebes des Kompressors 10 bestimmt ist. Wenn die Welle 18 zu rotieren beginnt, wird das flexible Organ 25 um den Ansatz 20 gebogen, so daß bei einer Umdrehung der Welle 18 die Flanken der Wände 16 und 17 in einer Bewegungslinie mit einer Kraft zusammengebracht werden, die der radialen Nachgiebigkeit des Schwinggliedes 19 entspricht, derart, daß die Dichtung bewirkt wird. Ein anfängliches Durchlecken der Flüssigkeit zwischen den Flächen ermöglicht es dem Antriebssystem, insbesondere dem Elektromotor, mit reduziertem Drehmoment zu starten.

Das flexible Organ 25 ist zwar dünn und gut biegbar, aber unnachgiebig in Zug- und Druckrichtung, also in allen Richtungen parallel zu seinen größten Flächen. Zweckmässigerweise besteht es aus Federstahl. Das Widerstandsmoment des Organs 25 muß den jeweiligen Bedingungen angepaßt werden, derart, daß beim Anfahrprozeß ein gewisses Durchlecken der Flüssigkeit erfolgt und das Anfahrdrehmoment in gewünschtem Maße reduziert wird. Auch muß vermieden werden, daß die Wände 16 und 17 plötzlich aneinanderschlagen, wenn eine bestimmte Drehzahl erreicht ist. Aus dem gleichen Grunde muß natürlich auch die Größe des Spaltes, durch die die Flüssigkeit durchlecken kann, beachtet werden.

Die Erfindung ist auch bei Expandern und Pumpen vom Schneckentyp anwendbar.

DJ: BL

SAD ORIGINAL

Claims

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tuiropcan Patent Attorneys

KURFURSTENDAMM 66

1 BERLIN 15

Telefon : 030 8 83 50 71 72

Telegramme . Consideration Bertin

755/19.112 DE 15» Oktober 1982

Anmeldung

der Firma
The Trane Company
La Grosse;, Wisconsin 54601

Ansprüche

Vorrichtung, insbesondere z\m. Transport von Fluiden, vorzugsweise Flüssigkeiten, bestehend aus zwei Platten, deren einander gegenüberliegende Flächen ineinandergreifende, schneckenförmig verlaufende Wände haben, zwischen denen bei einer Orbitalbewegung der einen Platte relativ zu der anderen in ihrer Größe veränderliche Volumina gebildet v/erden, aus einer motorisch antreibbaren Welle mit einem exzentrisch angeordneten Ansatz an ihrem einen Ende, einem Schwingglied, das einerseits mit dem Ansatz und andererseits mit der einen Platte verbunden ist, wobei der Ansatz und das Schwingglied ihre relative Lage zueinander verändern können derart, daß bei Stillstand der Vorrichtung ein Abstand zwischen den Wänden besteht und bei Betrieb der Vorrichtung die Wände dichtend aneinanderliegen, dadurch gekennzeichnet , daß der Ansatz (20) mit dem Schwingglied (19) über ein Organ (25) verbunden ist und daß das Organ (25) bei Betrieb durch das auf dieses wirkende Drehmoment verformt wird.

Postscheckkonti· Be'lm West Konto I "/43 84 100 Berliner Bank AG . Konto 01 10921 900

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„ 2 -
2. Vorrichtung n. ch Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß das Organ (25) in peripherer Richtung elastisch ?d in radikaler Richtung praktisch unelastisch ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß das Organ (25) verbiegbar und nicht streck- oder stauchbar ist.
4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet , daß das Organ (25) eine vorzugsweise flache Scheibe ist, die vorzugsweise rechteckig ist.
5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet , daß das Organ (25) an einer dem Ansatz (20) benachbarten Fläche des Schwinggliedes (19) befestigt ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5₅ dadurch gekennzeich net, daß die Fläche parallel zum Ansatz (20) und/oder zur Welle (18) ist.
7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 4-6, dadurch gekennzeichnet , daß die Scheibe (25) bei Stillstand der Vorrichtung eben und bei Betrieb der Vorrichtung gebogen ist.
8. Vorrichtung nach einem cider mehreren der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet , daß die eine Platte (15) einen Stift (42) aufweist, der in einer Bohrung (40) des Schwinggliedes (19) steckt, wobei der Stift (42) parallel zur Welle (18) und exzentrisch zu dieser verläuft.
9. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich net, daß die Fläche senkrecht zu der Fläche ist, die durch

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die Achseades Stiftes (42) und der Welle (18) verläuft»
10«, Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet , daß das Organ (25) durch Bolzen (35_S36) an dem Ansatz (20) bzw» dem Schwingglied (19) befestigt ist.
11. Vorrichtung nach einem oder ^-ph.ff;rf ■". der Ansprüche 4 - 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (25) in einem Schlitz des Schwinggliedes (19) sitzt,
12. Vorrichtung nach Anspruch 8_S dadurch gekennzeichnet j daß sich zwischen dem Stift (42) und der Wand der Bohrung (40) ein Gleitring (41) befindet«,
13» Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 12, dadurch gekennzeichnet , daß sich zwischen dem Ansatz (20) und dem Schwingglied (19) ein Abstand befindet.
14o Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-13, dadurch gekennzeichnet , daß der Ansatz (20) eine solche gekrümmte Fläche aufweist, daß das Organ (25) bei seiner Verbiegung dieser anliegt»
15. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprücne 1 - 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Organ (25) aus Federstahl besteht»
16. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 15, dadurch gekennzeichnet , daß die Achse (38) der Welle (18) parallel versetzt zu der Achse der einen Platte (15) und/oder der Achse der anderen Platte (14) ist.

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