DE102016224670A1 - Lageranordnung zur Lagerung eines Schraubenkompressorrotors und Verfahren zur Montage eines Schraubenkompressors - Google Patents

Lageranordnung zur Lagerung eines Schraubenkompressorrotors und Verfahren zur Montage eines Schraubenkompressors Download PDF

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Abstract

Die Erfindung geht aus von einer Lageranordnung zur Lagerung eines Schraubenkompressorrotors mit wenigstens einem Schrägkugellager (10), zumindest einem Zylinderrollenlager (12) und einer Welle (14), auf welcher die beiden Lager angeordnet sind.Es wird vorgeschlagen, dass das Schrägkugellager einen kürzeren Abstand von einem Massenmittelpunkt (16) der Welle aufweist als das Zylinderrollenlager.

Description

  • Die Erfindung geht aus von einer Lageranordnung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Es ist ein Schraubenkompressor mit einer Lageranordnung bekannt, welche eine Welle, ein Schrägkugellager und ein Zylinderrollenlager in NJ-Bauform aufweist. Das Schrägkugellager und das Zylinderrollenlager sind auf die Welle aufgebracht und die Welle lagert eine Schraube des Schraubenkompressors. Das Zylinderrollenlager ist näher an einem Massenmittelpunkt der Welle angeordnet als das Schrägkugellager. Die beiden Lager werden an den Hersteller des Schraubenkompressors bereits in einem derart bearbeiteten Zustand geliefert, dass sich nach einem Einbau der Lager in das zuvor auf die Lager abgestimmte Gehäuse und einer auf das Gehäuse und die Lager abgestimmten Welle der gewünschte Kopfabstand des Schraubenkompressors einstellt. Anders ausgedrückt sind die beiden Lager bereits voreingestellt. Weitere voreingestellte Lager, welche dieselbe Aufgabe erfüllen, können die folgenden sein: ein Zylinderrollenlager in NU-Bauform zusammen mit einem Vierpunkt-Lager oder ein Zylinderrollenlager mit zwei Schrägkugellagern. Alternativ werden zur Herstellung eines Schraubenkompressors auch Lager verwendet, die nicht voreingestellt sind, sodass bei einem Zusammenbau des Schraubenkompressors eine derartige Einstellung erfolgt. Letztgenannte Lager werden typischerweise vom Schraubenkompressorhersteller günstiger eingekauft.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht insbesondere darin, eine hohen Effizienz zu erreichen. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 und durch die Merkmale des Patentanspruchs 8 gelöst, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprüchen entnommen werden können.
  • Die Erfindung geht aus von einer Lageranordnung zur Lagerung eines Schraubenkompressorrotors mit wenigstens einem Schrägkugellager, zumindest einem Zylinderrollenlager und einer Welle, auf welcher die beiden Lager angeordnet sind.
  • Es wird vorgeschlagen, dass das Schrägkugellager einen kürzeren Abstand von einem Massenmittelpunkt der Welle aufweist als das Zylinderrollenlager. Erfindungsgemäß kann eine hohe Effizienz erreicht werden. Insbesondere können geringe Kosten zur Herstellung der Lageranordnung und insbesondere zur Einstellung eines Kopfabstands des Schraubenkompressors erreicht werden. Insbesondere kann erreicht werden, dass Genauigkeiten axialer Abmessungen des Zylinderrollenlagers für eine Einstellung des Kopfabstands des Schraubenkompressors höchstens eine geringe Bedeutung haben.
  • Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
    • 1 zeigt einen Teilschnitt durch eine erfindungsgemäße Lageranordnung.
  • 1 zeigt einen Teilschnitt durch einen Teil eines Schraubenkompressors mit einer erfindungsgemäßen Lageranordnung. Die Lageranordnung lagert einen Rotor des Schraubenkompressors, der eine Schraube aufweist. Eine Welle 14 der Lageranordnung ist Teil des Rotors. Ferner weist die Lageranordnung ein Schrägkugellager 10 und ein Zylinderrollenlager 12 auf. Ein Innenring 20 des Schrägkugellagers und ein Innenring 40 des Zylinderrollenlagers sind direkt auf der Welle angeordnet. Das Schrägkugellager weist einen kürzeren Abstand von einem Massenmittelpunkt 16 der Welle auf als das Zylinderrollenlager. Ferner ist das Zylinderrollenlager an einem Endbereich 18 der Welle angeordnet.
  • Des Weiteren weist das Zylinderrollenlager eine NJP-Bauform auf. Dies bedeutet, dass der Außenring des Zylinderrollenlager zwei Borde aufweist und der Innenring 40 selbst keinen Bord aufweist, sondern eine Scheibe 30 des Zylinderrollenlager einen Bord für den Innenring bildet.
  • Der Innenring des Schrägkugellagers liegt an einem Absatz der Welle stirnseitig an. Eine gegenüberliegende Stirnseite dieses Innenrings liegt an der Scheibe 30 an. Bei einer Montage der beiden Lager auf die Welle wird zunächst das Schrägkugellager auf die Welle aufgebracht, wobei bereits unmittelbar nach diesem Schritt ein Kopfabstand 32 des Schraubenkompressors, welcher in einem vollständig montierten Zustand des Schraubenkompressors vorhanden ist, gemessen werden kann und gemessen wird. Zum Messen des Kopfabstands wir die Welle axial vor und zurück bewegt. Dieses Messen stellt einen Vorteil im Vergleich zum Stand der Technik dar, bei dem ein Messen des Kopfabstands nur möglich ist, wenn eine vollständige Montage der Anordnung bereits erfolgt ist. Der Kopfabstand ist bereits in diesem Stadium der Montage sicher messbar, da für seine Definition nur wichtig ist, dass das Schrägkugellager vollständig auf die Welle montiert ist, wobei eine Lage der Stirnseite des Außenrings des Schrägkugellagers, welche dem Massenmittelpunkt zugewandt ist, relativ zu einer Lage der Stirnseite des Innenrings des Schrägkugellagers, welche ebenfalls dem Massenmittelpunkt zugewandt ist, den Kopfabstand definiert.
  • Nach dem Aufbringen des Schrägkugellagers auf die Welle und nach dem Messen wird das Zylinderrollenlager, dessen Teil die Scheibe 30 ist, auf die Welle aufgebracht und abschließend wird eine Schraube 36 in die Welle eingeschraubt, welche die Innenringe und die Scheibe gegen den Absatz der Welle drückt, und ferner wird ein Befestigungselement an einem Gehäuse 26 des Schraubenkompressors fixiert, welches die Außenringe der beiden Lager gegen eine Scheibe 34 und gegen einen Absatz des Gehäuses drückt. Der Außenring 24 des Schrägkugellagers liegt an der Scheibe 34 an, wobei diese in axialer Richtung 28 zwischen dem Außenring 24 und dem Absatz des Gehäuses angeordnet ist.
  • In praktisch fast allen Situationen, in welchen auf die Welle eine Kraft in eine axialer Richtung wirkt und die Welle relativ zum Gehäuse zu bewegen versucht, wird diese Kraft in diejenige Axialerrichtung 22 zeigen, welche ausgehend von dem Endbereich 18 in Richtung des Massenmittelpunkts 16 zeigt. Wirkt eine derartige Kraft auf die Welle, so überträgt die Schraube 36 diese Kraft auf den Innenring 20, welcher die Kraft wiederum auf den Außenring 24 des Schrägkugellager und damit letztendlich auf das Gehäuse 26 überträgt.
  • Ausgehend von einer Nulllage kann die Welle um die Strecke der axialen Lagerluft der Lageranordnung relativ zum Gehäuse auf die Lager zu bewegt werden, indem eine Kraft in eine Richtung 28, die der Richtung 22 entgegen gerichtet ist, auf die Welle ausgeübt wird. Die axiale Lagerluft ist durch die Scheibe 30 definiert. Sie kann stirnseitig derart geschliffen werden, dass die passende Lagerluft eingestellt ist. Alternativ kann auch einfach aus einem Set von Scheiben eine passende ausgewählt werden. Stirnseiten des Außenrings des Zylinderrollenlagers brauchen dann nicht bearbeitet werden. Eine genaue Einstellung des Kopfabstands ist sehr wichtig, da der Kopfabstand die Performance des Schraubenkompressors bestimmt.
  • Sowohl das Schrägkugellager als auch das Zylinderrollenlager sind einreihig.
  • Ein Vorteil der beschriebenen Anordnung ist, dass die beiden Lager schon derart an einen Hersteller des Schraubenkompressors geliefert werden können, dass bei einem Einbau der Lager ohne einen Einstellvorgang der Lager sich der richtige Kopfabstand und die richtige axiale Lagerluft einstellt (es wird davon ausgegangen, dass die Scheibe 34 schon eingestellt ist). Aufwand, der bei einem Einstellvorgang anfällt, wird damit eingespart. Ferner fällt auch bei einem Herstellen der Lager weniger Aufwand an als bei den aus dem Stand der Technik bekannten Lageranordnungen für einen Rotor eines Schraubenkompressors.
  • Im Vergleich zu einer Lagerung der Welle, bei der zuerst ein Zylinderrollenlager und nachfolgend ein Schrägkugellager aufgebracht wird, hat die erfindungsgemäße Lageranordnung den Vorteil, dass Breitenabmessungen des Zylinderrollenlagers keinen Einfluss auf den Kopfabstand haben. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Lageranordnung im Vergleich zu der Lagerung, bei der zuerst ein Zylinderrollenlager auf die Welle aufgebracht wird, ist, dass die erfindungsgemäße Lageanordnung weniger anfällig für Fehlausrichtungen ist.
  • Bezugszeichenliste
    • 10
    Schrägkugellager
    12
    Zylinderrollenlager
    14
    Welle
    16
    Massenmittelpunkt
    18
    Endbereich
    20
    Innenring
    22
    Axialrichtung
    24
    Außenring
    26
    Gehäuse
    28
    Richtung
    30
    Scheibe
    32
    Kopfabstand
    34
    Scheibe
    36
    Schraube
    38
    Befestigungselement
    40
    Innenring

Claims (9)

  1. Lageranordnung zur Lagerung eines Schraubenkompressorrotors mit wenigstens einem Schrägkugellager (10), zumindest einem Zylinderrollenlager (12) und einer Welle (14), auf welcher die beiden Lager angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Schrägkugellager einen kürzeren Abstand von einem Massenmittelpunkt (16) der Welle aufweist als das Zylinderrollenlager.
  2. Lageranordnung nach Anspruch 1, wobei das Zylinderrollenlager an einem Endbereich (18) der Welle angeordnet ist.
  3. Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei das Zylinderrollenlager eine NJ-Bauform, eine in NUP- Bauform oder eine NJP-Bauform aufweist.
  4. Lageranordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Schrägkugellager derart angeordnet ist, dass es eine Kraft, welche auf einen Innenring (20) des Schrägkugellagers in eine Axialrichtung (22) auf den Massenmittelpunkt der Welle zu wirkt, durch einen Außenring (24) des Schrägkugellagers auf ein Gehäuse (26) der Lageranordnung überträgt.
  5. Lageranordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei eine axiale Lagerluft der Lageranordnung, welche bei einem Einwirken einer Kraft auf einen Innenring (20) des Schrägkugellagers in axialer Richtung (28) von dem Massenmittelpunkt weg vorhanden ist, durch eine Scheibe (30), die einen Bord des Zylinderrollenlagers bildet, definiert ist.
  6. Lageranordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei zwischen einem Außenring (24) des Schrägkugellagers und einem Gehäuse (26) der Lageanordnung in axialer Richtung (28) eine Scheibe (34) angeordnet ist.
  7. Schraubenkompressor mit einer Lageranordnung nach einem der vorherigen Ansprüche.
  8. Verfahren zur Montage eines Schraubenkompressors, bei welchem ein Schrägkugellager auf eine Welle des Schraubenkompressors aufgebracht wird und nachfolgend ein Zylinderrollenlager auf die Welle aufgebracht wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei nach dem Aufbringen des Schrägkugellagers und vor dem Aufbringen des Zylinderrollenlagers ein Kopfabstand (32) des Schraubenkompressors gemessen wird.
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