[0001] Die Erfindung bezieht sich auf einen Läufer für eine Verdrängermaschine für kompressible
Medien gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
[0002] Eine Verdrängermaschine für kompressible Medien mit einem solchen Läufer ist beispielsweise
aus der DE-OS 33 17 696 bekannt. Solche Verdrängermaschinen können vorzugsweise als
Kompressor zur weitgehend pulsationsfreien Förderung eines beispielsweise aus Luft
oder einem Luft-Kraftstoff-Gemisch bestehenden gasförmigen Arbeitsmittels, insbesondere
als Auflademaschine für Brennkraftmaschinen, verwendet werden. Dabei arbeitet der
Läufer, der aus einer Scheibe mit vorzugsweise auf beiden Stirnseiten angeordneten
leistenartigen, spiralförmigen Verdrängerkörpern besteht, mit einem feststehenden
Gehäuse zusammen, in dem den Verdrängerkörpern zugeordnete spiralartig angeordnete
Verdrän
gerkammern vorgesehen sind. Mit dem Begriff "leistenartig" soll dabei zum Ausdruck
gebracht werden, daß die Verdrängerkörper eine relativ große Länge, eine demgegenüber
weniger große Tiefe und eine gegenüber der Tiefe wesentlich geringere Stärke aufweisen.
[0003] Während des Betriebs einer solchen Verdrängermaschine, bei dem der Läufer durch einen
exzentrischen Antrieb angetrieben wird, werden zwischen jedem Verdrängerkörper und
den beiden, jeweils zugeordneten Umfangswänden der Verdrängerkammer mehrere, etwa
sichelförmige Arbeitsräume eingeschlossen, die sich von dem Einlaß durch die Verdrängerkammer
hindurch zum Auslaß hin bewegen, wobei auch ihr Volumen ständig verringert und der
Druck des eingeschlossenen Arbeitsmittels dementsprechend erhöht werden kann..
[0004] Bisher wurden nun die Läufer solcher Verdrängermaschinen einstückig, bei- spielsweise
als Druckgußteil, hergestellt, wobei die mit verhältnismäßig geringen Toleranzen auszuführende
Fertigbearbeitung durch Fräsen erfolgte. Diese Herstellung ist jedoch relativ aufwendig
und bringt zudem insofern Nachteile, als nicht immer die günstigsten Werkstoffe verwendet
werden können.
[0005] Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht daher darin, einen Läufer für
eine Verdrängermaschine der eingangs genannten Art vorzuschlagen, der hinsichtlich
seiner Fertigung wesentlich einfacher ist und darüberhinaus die Verwendung optimal
angepaßter Werkstoffe ermöglicht.
[0006] Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale.
Erfindungsgemäß besteht also der Läufer aus wenigstens zwei Teilen, nämlich dem Scheibenteil
und mindestens einem, aus einem spiralförmig vorgerollten Blechband bestehenden Verdrängerkörper,
der in einem spiralförmigen Schlitz des vorzugsweise als Feinstanzteil ausgebildeten
Scheibenteils gehalten ist, wobei diese Halterung durch Anwendung eines Klebers oder
einer Verlötung noch verbessert werden kann.
[0007] Durch den erfindungsgemäßen Aufbau des Läufers aus zum Teil einfach herstellbaren
Bauteilen wird die Fertigung des Läufers wesentlich vereinfacht, unter anderem auch
dadurch, daß eine aufwendige mechanische Nachbearbeitung entfällt. Darüberhinaus können
für den Verdrängerkörper und das Scheibenteil unterschiedliche, den jeweiligen Anforderungen
optimal anpaßbare Werkstoffe verwendet werden. Auch besteht nunmehr in der Wahl der
Wanddicke der Verdrängerkörper eine größere Freiheit und es ist auch möglich, Läufer
für unterschiedliche Baugrößen der Verdrängermaschine unter Verwendung einer einzigen
Scheibenteilausführung aufzubauen, indem lediglich die axiale Länge der Verdrängerkörper-Blechbänder
verändert wird. Schließlich wird es auch möglich, den Verdrängerkörper in Mehrschichten-Sandwich-Bauweise
auszuführen, um so eine besonders hohe Festigkeit zu erzielen.
[0008] In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, die im
folgenden näher erläutert werden. Dabei zeigen
Figur 1 einen schematischen Teillängsschnitt durch einen Läufer einer Verdrängermaschine
für kompressible Medien gemäß der Erfindung,
Figur 2 eine Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Läufers in Sandwich-Bauweise
und
Figur 3 den Verdrängerkörper nach Figur 2 in vergrößerter Darstellung. '
[0009] In den Figuren der Zeichnung sind jeweils mit 1 der Läufer insgesamt, mit 2 dessen
mit einem Nabenteil 3 versehenes Scheibenteil und mit 5 bzw. 5' die aus spiralförmig
gewickelten oder vorgerollten Blechbändern bestehenden Verdrängerkörper bezeichnet,
die in an dem Scheibenteil 2 vorgesehenen durchgehenden, spiralförmigen Schlitzen
4 gehalten sind.
[0010] Diese spiralförmigen Schlitze können beispielsweise über einen etwa 360° oder auch
einen mehr oder weniger großen Winkel umfassenden Bogen des Scheibenteils 2 verlaufen.
Es können an dem Scheibenteil auch mehrere solcher Schlitze zur Aufnahme mehrerer
Verdrängerkörper vorgesehen sein. Dabei sind die spiralförmig vorgerollten Blechbänder
5 so in den Schlitzen 4 des Scheibenteils 2 gehalten, daß an jeder Seite des Scheibenteils
etwa gleichtiefe, gegebenenfalls auch unterschiedlich tiefe Verdrängerkörper gebildet
werden, die in hier nicht weiter gezeigte, spiralförmig ausgebildete Verdrängerkammern
eines feststehenden Gehäuses eingreifen. Mit "tief" ist hierbei im übrigen die Abmessung
senkrecht zur Scheibenebene gemeint. Um die axiale Position der spiralförmigen Blechbänder
5 in dem Scheibenteil 2 zu sichern, kann zusätzlich eine Befestigung durch z.B. eine
Verklebung oder Verlötung im Bereich des Schlitzes 4 vorgesehen sein, wobei diese
Befestigung nicht über den gesamten Umfang des Schlitzes 4, sondern beispielsweise
auch nur punkt- oder bereichsweise vorgesehen werden kann. Das Scheibenteil 2 und
die Blechbänder 5 können aus unterschiedlichen Materialien bestehen, beispielsweise
können die die Verdrängerkörper bildenden Blechbänder aus Stahlblech und das Scheibenteil
2 aus einem Leichtmetallwerkstoff gefertigt sein.
[0011] Bei diesem Aufbau des Läufers 1 aus einzelnen Teilen kann bei entsprechend genauer
Herstellung der Einzelteile, beispielsweise des Scheibenteils 2 als Feinstanzteil
und des Verdrängerkörpers 5 als vorgerolltes, fertig zugeschnittenes Blechteil, auf
eine anschließende aufwendige Fertigbearbeitung, die zudem die Gefahr des Verformens
der Verdrängerkörper verursacht, verzichtet werden.
[0012] Die Verdrängerkörper 5' bestehen bei der in den Figuren 2 und 3 gezeigten Ausführung
aus einem mehrschichtigen Blechkörper, der wiederum spiralförmig vorgerollt und in
die spiralförmigen Schlitze 4 des Scheibenteils 2 so eingesetzt wird, daß der Blechkörper
nach beiden Stirnseiten des Scheibenteils 2 vorstehende leistenartige Verdrängerelemente
bildet. Dabei können diese Blechkörper in den Schlitzen 4 des Scheibenteils 2 auch
wieder durch Kleben, Löten oder auf sonstige Art festgelegt werden, wobei eine absolute
Dichtheit zwischen den beiden Stirnseiten des Scheibenteils 2 nicht erforderlich ist,
da beim Betrieb einer solchen Verdrängermaschine an jedem Punkt der Läuferscheibe
auf beiden Seiten etwa gleiche Druckverhältnisse herrschen.
[0013] Der Blechkörper 5' ist dabei als Mehrschichtenkörper ausgebildet und weist zwei äußere
Lagen von durchgehenden Deckblechen 9 und 10 sowie eine mittlere, beispielsweise aus
einer Leichtbau-Wabenstruktur gebildete Zwischenschicht 11 auf. Am äußeren Längsrand
der Blechkörper 5' ist zwischen den beiden Deckblechen 9 und 10 ein von der Zwischenschicht
11 freibleibender Raum 6 vorgesehen, in dem eine mit 7 bezeichnete Dichtleiste sowie
gegebenenfalls ein mit 8 angegebenes, federnd elastisches Element zur axialen Belastung
der Dichtleiste 7 angeordnet sind.
[0014] Der nähere Aufbau des Blechkörpers 5' geht beispielsweise aus der Figur 3 deutlicher
hervor. Daraus ist erkennbar, daß die zwischen den beiden äußeren Deckblechen 9 und
10 vorgesehene mittlere Zwischenschicht 11 vorzugsweise aus einer Wabenstruktur besteht,
die beispielsweise aus zwei mit dachförmig angeschrägten Sicken versehenen Blechen
gebildet ist und zwar so, daß jeweils mittlere, geschlossene Wabenstrukturen entstehen.
Die Einzelbleche 11a und 11b können untereinander durch Löten oder Kleben verbunden
sein; es ist jedoch auch möglich, anstelle einer Blechkonstruktion eine Sinterkonstruktion,
zum Beispiel aus Kunststoffmaterial oder dgl., vorzusehen.
[0015] In jedem Fall bietet dieser mehrschichtige Aufbau des Verdrängerkörpers den Vorteil,
auf kleinem Bauraum und mit geringem Materialgewicht eine relativ hohe Festigkeit
zu erzielen. Die hohe Festigkeit der Verdrängerkörper ist deshalb erwünscht, um mit
möglichst hohen Antriebsdrehzahlen für die Verdrängermaschine arbeiten zu können und
so deren Durchsatz bei geringem Bauraum zu erhöhen.
1. Läufer für eine Verdrängermaschine für kompressible Medien mit einem von einer
Antriebseinrichtung zur Ausführung einer Exzenterbewegung angetriebenen Scheibenteil,
an dem spiralförmig verlaufende, vorzugsweise beiderseits senkrecht von der Ebene
des Scheibenteils abstehende, leistenartige Verdrängerkörper angebracht sind, dadurch
gekennzeichnet, daß die leistenartigen Verdrängerkörper aus spiralförmig vorgerollten
Blechbändern (5) bestehen, die in durchgehenden spiralförmigen Schlitzen (4) des Scheibenteils
(2) gehalten sind.
2. Läufer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Scheibenteil (2) als Feinstanzteil
ausgebildet ist.
3. Läufer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Blechbänder (5) in den
spiralförmigen Schlitzen (4) des Scheibenteils (2) durch ein zumindest bereichsweise
angebrachtes Haltemittel befestigt sind.
4. Läufer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Haltemittel aus einem Kleber
besteht.
5. Läufer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Haltemittel aus einer Verlötung
besteht.
- 6. Läufer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Blechbänder
(5) senkrecht zu ihrer Haupterstreckungsebene in Mehrschichten-Sandwich-Bauweise aufgebaut
sind.
7. Läufer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Blechbänder (5) aus zwei
äußeren glatt durchgehenden Deckblechen (9, 10) und einer mittleren, aus einer Leichtbau-Wabenstruktur
gebildeten Zwischenschicht (11) bestehen.
8. Läufer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die Deckbleche (9,
10) aus einem Titanblech bestehen.
9 .Läufer nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß am äußeren
Längsrand der Blechbänder (5) zwischen den beiden Deckblechen (9, 10) ein von der
Zwischenschicht freibleibender Raum (6) zur Aufnahme einer Dichtleiste (7) sowie gegebenenfalls
eines federnd nachgiebigen Elementes (8) vorgesehen ist.