DE1281626B - Screw compressors - Google Patents
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- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C18/00—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
- F04C18/08—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
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Description
Schraubenverdichter Die Erfindung bezieht sich auf einen Schraubenverdichter mit mindestens einem männlichen, den Hauptanteil der Förderung übernehmenden, und mindestens einem weiblichen, hauptsächlich als Dichtungsrotor wirkenden Schraubenrotor, welche gegenläufig ineinandergreifen, am einen Ende mit ihren Wellen mittels Synchronisierungszahnrädern getriebemäßig miteinander verbunden sind und am anderen Ende über ein für sich gelagertes Vorgelegezahnräderpaar von einem Antriebsmotor aus angetrieben werden, wobei die Schraubenrotoren mittels Wälzlager in einem Gehäuse gelagert sind, von denen die am Synchronisierungsende der Rotorwellen befindlichen Lager radial und beidseitig axial wirkende Schrägwälzlager sind, und wobei ferner von den Vorlegezahnrädern mindestens das verdichterseitige, gleichachsig mit der Welle des männlichen Rotors verbundene Zahnrad beidseitig mit Wellenstummeln in Wälzlagern gelagert ist.Screw Compressor The invention relates to a screw compressor with at least one male who will take over the majority of the funding, and at least one female screw rotor, mainly acting as a seal rotor, which mesh in opposite directions, at one end with their shafts by means of synchronization gears are connected to each other in terms of gear and at the other end via a stored for itself Countershaft gears are driven by a drive motor, the Screw rotors are mounted in a housing by means of roller bearings, of which the Radial and bilateral bearings located at the synchronization end of the rotor shafts are axially acting angular contact roller bearings, and furthermore of the counter gears at least the one on the compressor side, coaxial with the shaft of the male rotor connected gear is mounted on both sides with stub shafts in roller bearings.
Bei einem bekannten Verdichter dieser Art sind sowohl die Zahnräder des Vorgeleges als auch die Synchronisierungszahnräder Stirnräder mit Geradverzahnung. Die Wellen der Schraubenrotoren sind dabei beiderseits der Rotoren in radial tragenden und auch axial führenden Pendelrollenlagern gelagert. Aber nur durch die Lager auf der einen Seite wird der Axialschub der Rotoren aufgenommen. Das mittels einer Keilwelle mit dem männlichen Schraubenrotor gekuppelte Vorgelegezahnrad ist für sich beidseitig in Kugellagern gelagert, von denen nur eines einen geringen Axialschub aufnehmen kann.In a known compressor of this type, both the gears the back gear as well as the synchronization gears spur gears with straight teeth. The shafts of the screw rotors are on both sides of the rotors in radial bearing and also axially leading spherical roller bearings. But only through the camp one side absorbs the axial thrust of the rotors. That by means of a spline shaft The counter gear coupled with the male screw rotor is on both sides mounted in ball bearings, only one of which absorbs a small amount of axial thrust can.
Bei einem anderen bekannten Schraubenverdichter, der aber kein Vorgelegezahnradpaar aufweist, sind die auf der Druckseite und fliegend auf den Rotorwellenenden angeordneten Synchronisierungszahnräder mit einer Schrägverzahnung versehen. Zwischen diesen Zahnrädern und den Verdichterrotoren ist jede Welle in einem Doppelschrägrollenlager gelagert, das fest im Gehäuse sitzt und den Axialschub aufnimmt, während auf der anderen Seite die Wellen von Loslagern getragen werden, die als lediglich radiale Kräfte aufnehmende Kugellager ausgebildet sind. Ferner ist eine Ausführungsform eines Schraubenverdichters bekannt, bei der sowohl die Vorgelegezahnräder als auch die mit einer Schrägverzahnung versehenen Synchronisierungszahnräder auf einer Seite der Rotoren, nämlich auf der Druckseite angeordnet sind. Die Synchronisierungszahnräder sind wiederum fliegend auf den Rotorwellen befestigt, welche jeweils zwischen Zahnrad und Rotor in zwei unverrückbar nebeneinanderliegenden Kugellagern gelagert sind, die dadurch auch einen Axialschub aufnehmen können. Die Zähne der Synchronisierungszahnräder sind nur wenig schräg gestellt und können dadurch, auch wenn die Steigungsrichtungen der Schrägverzahnungen entsprechend zur Richtung des Axialschubes an den Schraubenrotoren gewählt werden, wohl kaum in nennenswerter Weise zum Axialschubausgleich an den Rotoren beitragen. Das zum männlichen Schraubenrotor gehörige Vorlegezahnrad ist mittels seiner Keilwelle in der Hohlwelle des daneben befindlichen Synchronisierungszahnrades gehalten und auf der anderen Seite in einem zusätzlichen Kugellager gelagert. Das andere, mit dem Antriebsmotor gekoppelte, Vorgelegezahnrad ist zwar koaxial zum weiblichen Schraubenrotor angeordnet, aber für sich mit zwei Kugellagern auf seiner eigenen Hohlwelle gelagert, welche wiederum mit einem Kugellager im Gehäuse gehalten und mittels eines Rollenlagers im Synchronisierungszahnrad des weiblichen Rotors gelagert ist. Mittels einer Lamellenkupplung in seiner Nabe wird dieses motorseitige Vorgelegezahnrad mit der es durchsetzenden Hohlwelle gekuppelt. Bei dieser Konstruktion können die Lager der Vorgelegezahnräder kaum größere axiale Kräfte aufnehmen. Auf der anderen, saugseitigen, Stirnseite des Verdichterraumes sind die beiden Schraubenrotorwellen in gewöhnlichen Gleitlagern gelagert.In another known screw compressor, but which does not have a counter gear pair has, are arranged on the pressure side and overhung on the rotor shaft ends Providing synchronization gears with helical teeth. Between these Gears and the compressor rotors, each shaft is in a double angular roller bearing stored, which sits firmly in the housing and absorbs the axial thrust, while on the on the other hand, the shafts are supported by floating bearings, which are considered to be merely radial Forces absorbing ball bearings are formed. Further is one embodiment a screw compressor known in which both the countershaft gears as well the synchronizing gears with helical teeth on one side of the rotors, namely arranged on the pressure side. The synchronization gears are in turn overhung on the rotor shafts, each between the gear and rotor are mounted in two immovable adjacent ball bearings, which can therefore also absorb an axial thrust. The teeth of the synchronization gears are only slightly inclined and can therefore, even if the directions of incline of the helical gears corresponding to the direction of the axial thrust on the screw rotors be chosen, hardly in any noteworthy way for axial thrust compensation on the Rotors contribute. The counter gear belonging to the male screw rotor is by means of its splined shaft in the hollow shaft of the synchronization gear located next to it held and stored on the other side in an additional ball bearing. That other, with the drive motor coupled, countershaft gear is coaxial to the female screw rotor arranged but by itself with two ball bearings on its own hollow shaft, which in turn is held in the housing with a ball bearing and by means of a roller bearing in the synchronizing gear of the female rotor is stored. This becomes engine-side by means of a multi-disc clutch in its hub Countershaft gear coupled with the hollow shaft penetrating it. With this construction the bearings of the countershaft gears can hardly absorb larger axial forces. on the other, suction-side, end face of the compressor chamber are the two screw rotor shafts stored in ordinary plain bearings.
Bei einem mit ,einem Rootsgebläse vergleichbaren bekannten Gebläse mit nur in Umfangsrichtung fördernden Rotoren sind diese auf der den Synchronisierungszahnrädern zugeordneten Seite in Pendelkugellagern und an der dem Antrieb zugeordneten Seite in axial verstellbaren Rollenlagern gelagert. Bei solchen Gebläsen und Rootsgebläsen treten aber an den rotierenden Teilen keine nennenswerten Kräfte in axialer Richtung auf.In a known blower comparable to a Roots blower with rotors conveying only in the circumferential direction, these are on the synchronizing gears assigned Side in self-aligning ball bearings and on the side assigned to the drive in axially adjustable Roller bearings stored. With such blowers and Roots blowers, however, occur at the rotating parts do not exert any significant forces in the axial direction.
Bei Schraubenverdichtern werden im Förderraum von der Druckseite her erhebliche axiale Kräfte, insbesondere auf den den Hauptanteil der Förderung übernehmenden, männlichen Schraubenrotor ausgeübt. Wenn dieser Axialschub wie bei den erwähnten bekannten Ausführungen nur von Wälzlagern aufgenommen wird, die als radial und axial wirkende Lager ausgebildet sind, so führt dies zu einem Verschleiß der Wälzlager, damit zu einer Vergrößerung der axialen Spiele und eventuell gar zu einer Berührung und einem Verschleiß der Schraubenrotoren und damit zu Undichtigkeiten, die die Leistung herabmindern. Zudem tritt neben einer Begrenzung in der Leistung auch noch ein Wirkungsgradabfall durch die auftretenden großen Reibungsverluste auf.In the case of screw compressors, in the delivery chamber from the pressure side considerable axial forces, in particular on the main part of the funding, male screw rotor exercised. If this axial thrust as with the mentioned known designs is only recorded by rolling bearings that are called radial and axial effective bearings are formed, this leads to wear of the rolling bearings, This leads to an increase in the axial play and possibly even to a contact and wear of the screw rotors and thus leaks, which the Reduce performance. In addition, there is also a limitation in the performance a decrease in efficiency due to the large friction losses that occur.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Schraubenverdichter der eingangs erwähnten Art in einfachster Weise Maßnahmen zu treffen, daß an den als Wellenlager dienenden Wälzlagern, auf die ein Axialschub ausgeübt wird, insbesondere bei dem den Hauptanteil der Förderung übernehmenden männlichen Schraubenrotor, die auftretende axiale Belastung so weit als möglich vermindert wird. Darüber hinaus sollen die den Axialhub aufnehmenden Lager der Schraubenrotoren, welche auch genau eingestellt werden müssen, an einer Stelle angebracht werden, an der sie leicht zugänglich sind (montiert und überprüft werden können), ohne daß eventuell der Verdichter vom Antriebsmotor und von der Druckluftleitung gelöst werden muß.The invention is based on the object in a screw compressor of the type mentioned in the simplest way to take measures that to the Rolling bearings serving as shaft bearings on which an axial thrust is exerted, in particular with the male screw rotor taking over the majority of the funding, the occurring axial load is reduced as much as possible. Furthermore should the axial stroke absorbing bearings of the screw rotors, which also exactly need to be set in a place where they can be easily are accessible (can be mounted and checked) without possibly affecting the compressor must be released from the drive motor and from the compressed air line.
Die Erfindung besteht darin, daß bei einem Verdichter der eingangs erwähnten Art die Schraubenrotorwellen am antriebs- bzw. vorgelegeseitigen Ende der Schraubenrotoren und das mit dem männlichen Rotor verbundene Vorgelegerad, letzteres beidseitig, in nur radial belastbaren Rollenlagern, welche geringe axiale Wellenbewegungen .zulassen, gelagert sind, daß die Vorgelegezahnräder schräg verzahnte Stirnräder sind, wobei die Schrägstellung (Steigungsrichtung) der Zähne des mit dem männlichen Rotor verbundenen Vorlegezahnrades so gewählt ist, daß ein Axialschub dem durch den Förderdruck auf die Schraubenrotoren ausgeübten Axialschub entgegengesetzt gerichtet ist, so daß die axiale Belastung des Schrägwälzlagers am Synchronisierungsende des männlichen Rotors reduziert und zum Teil auf die Lagerung des mit dem Antriebsmotor ;des Verdichters gekuppelten Vorgelegezahnrades übertragen wird.The invention consists in that in a compressor of the initially mentioned type the screw rotor shafts at the drive or countershaft end the screw rotors and the counter gear connected to the male rotor, the latter on both sides, in roller bearings that can only be loaded radially, which have low axial shaft movements .zulassen, are stored that the countershaft gears are helically toothed spur gears are, the inclination (pitch direction) of the teeth of the male Rotor connected counter gear is chosen so that an axial thrust through The axial thrust exerted on the screw rotors is directed in the opposite direction is, so that the axial load on the angular contact roller bearing at the synchronization end of the male rotor is reduced and partly due to the bearing of the drive motor ; of the compressor coupled countershaft gear is transmitted.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß das mit dem Antriebsmotor des Verdichters gekuppelte Vorgelegezahnrad ganz unabhängig vom weiblichen Schraubenrotor mit seiner Welle an einer Seite in einem nur radial belastbaren Rollenlager und auf der anderen Seite in einem beidseitig axial belastbaren Doppelschulterkugellager gelagert ist. Zweckmäßig sind ferner die Schrägwälzlager der Schraubenrotoren je durch zwei mit geringem Abstand nebeneinander angeordnete, in ihrer Belastungsrichtung entgegengesetzt wirkende Schulterkugellager gebildet und befinden sich zusammen mit den Synchronisierungszahnrädern am Hochdruckende der Rotoren. Ferner empfiehlt es sich, daß auch die Synchronisierungszahnräder schräg verzahnte Stirnräder sind.In a further embodiment of the invention it is proposed that the The counter gear coupled with the drive motor of the compressor is completely independent from the female screw rotor with its shaft on one side in one only radial loadable roller bearing and on the other hand in a bilateral axially loadable Double shoulder ball bearing is stored. The angular contact roller bearings are also useful of the screw rotors each by two closely spaced apart, Formed shoulder ball bearings acting in opposite directions in their loading direction and are located at the high pressure end along with the synchronization gears of the rotors. It is also recommended that the synchronization gears be inclined are toothed spur gears.
Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind vor allem darin zu sehen, daß der durch den Förderdruck auf die Schraubenrotoren ausgeübte Axialschub weitgehend kompensiert wird und darüber hinaus zum großen Teil durch das zugeordnete Vorgelegezahnrad mit aufgenommen wird. Es wird somit eine wesentliche Reduzierung der Reibungsverluste erreicht und es läßt sich eine Bauform verwirklichen, die kleine Spielräume zwischen den Rotoren und dem Gehäuse sowie zwischen den Rotoren selbst zuläßt. Es läßt sich somit auf einfache Weise trotz einer Vereinfachung der Lagerung mit hohen Drehzahlen arbeiten. Zudem führt die Herabminderung der Reibungsverluste gleichzeitig zu einer Reduzierung des Verschleißes. Der enge Spielraum, der sich bei der erfindungsgemäßen Ausführungsform verwirklichen läßt, führt ferner zu einer Beibehaltung eines guten Wirkungsgrades.The advantages achieved by the invention are mainly in it see that the axial thrust exerted on the screw rotors by the delivery pressure is largely compensated and moreover to a large extent by the assigned Countershaft gear is included. So it becomes a substantial reduction the friction losses are achieved and a design can be realized that is small Clearances between the rotors and the housing as well as between the rotors themselves allows. It can thus be carried out in a simple manner in spite of a simplification of the storage work at high speeds. In addition, the frictional losses are reduced at the same time to a reduction in wear. The narrow scope that is Can be realized in the embodiment according to the invention, also leads to a Maintaining a good level of efficiency.
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 einen horizontalen Längsschnitt gemäß der Linie 1-I in F i g. 2 durch einen Schraubenverdichter mit den Merkmalen nach der Erfindung und F i g. 2 einen Querschnitt durch den Verdichter gemäß der Linie II-II in F i g. 1.In the following an embodiment of the invention is based on the Drawing explained in more detail. It shows F i g. 1 shows a horizontal longitudinal section according to the line 1-I in FIG. 2 by a screw compressor with the characteristics according to of the invention and FIG. 2 shows a cross section through the compressor according to the line II-II in FIG. 1.
Das Gehäuse des dargestellten Schraubenverdichters besteht aus einem Rotorgehäuse 1, einem Synchronisierungszahnradgehäuse 2, das an das Ende des Rotorgehäuses 1 angeschraubt ist, sowie einem Zwischengehäuse 3, welches an dem entgegengesetzten Ende des Rotorgehäuses befestigt ist, und einem Vorgelegegehäuse 4, das an das Zwischengehäuse angeschraubt ist. Ein männlicher Schraubenrotor 5 und ein weiblicher Schraubenrotor 6, der im wesentlichen als Dichtungsrotor dient, sind im Rotorgehäuse 1 vorgesehen und auf der Seite des Synchronisierungszahnradgehäuses mit Rotorwellen 7 und 8 ausgerüstet. Auf diesen Rotorwellen 7, 8 sind verdichterseitig ineinandergreifende Synchronisierungszahnräder 9,10 mit Schrägverzahnung angeordnet. Die Rotorwellen 7 und 8 sind in Schrägwälzlagern 11,12 bzw. 13, 14, die als Schulterkugellager ausgebildet sind, verdichter- bzw. druckseitig gelagert. Jeweils zwei einander zugeordnete Schrägwälzlager sind durch eine kalibrierte und auswechselbare Scheibe 15 bzw. 16 zur Aufnahme von axialen Drücken bzw. Schüben in beiden Richtungen getrennt. Durch die Anbringung dieser Scheiben 15 und 16 in einer geeigneten Stärke wird der Spielraum in den Kugellagern 11 bis 14 derart eingestellt, daß die Schraubenrotoren 5, 6 in der erforderlichen axialen Stellung verbleiben, bei der ein sehr kleines axiales Spiel von den Schraubenrotoren zur druckseitigen Gehäusestirnwand verbleibt. Das Rotorgehäuse 1 besitzt ferner eine Einlaßöffnung 17 mit einer zugeordneten Einlaßkammer 18 und außerdem eine Auslaßkammer 19 mit einer Auslaßkammer 20 für die Druckluft. Mit 21 und 22 sind die zugeordneten Wellenabdichtungen am Hochdruckende des Verdichters und mit 23 und 24 die Wellenabdichtungen am Niederdruckende des Verdichters bezeichnet. Bei der axialen Einstellung der Schraubenrotoren wird auch der Einfluß der bei der Verdichtung auftretenden Temperaturen bzw. die Wärmeausdehnung der Schraubenrotoren berücksichtigt. Die Schraubenrotoren 5, 6 sind ferner auf der Vorgelegeseite mit Schraubenrotorwellen 25, 26 versehen und mit diesen in radialen Rollenlagern 27 bzw. 28 axial verschiebbar im Gehäuse gelagert. Die Schraubenrotorwelle 25 ist durch ein Torsionswellenstück 40 mit der Welle 41 eines Vorgelegerades 29 verbunden, welches durch ein weiteres größeres Vorgelegezahnrad 30, das auf einer Welle 31 befestigt ist, angetrieben wird. Das Vorgelegezahnrad 29 ist mit seiner Welle 41 in Rollenlagern 32 gelagert, während die Welle 31 des Vorgelegerades 30 einerseits in einem Rollenlager 33 und andererseits in einem Doppelschulterkugellager 34 gelagert ist.The housing of the screw compressor shown consists of a rotor housing 1, a synchronization gear housing 2 which is screwed to the end of the rotor housing 1, and an intermediate housing 3 which is attached to the opposite end of the rotor housing, and a countershaft housing 4 which is screwed to the intermediate housing is. A male screw rotor 5 and a female screw rotor 6, which essentially serves as a seal rotor, are provided in the rotor housing 1 and equipped with rotor shafts 7 and 8 on the synchronizing gear housing side. On these rotor shafts 7, 8 interlocking synchronization gears 9, 10 with helical teeth are arranged on the compressor side. The rotor shafts 7 and 8 are mounted on the compressor or pressure side in angular contact roller bearings 11, 12 and 13, 14, respectively, which are designed as shoulder ball bearings. Two mutually associated angular contact roller bearings are separated by a calibrated and replaceable disk 15 or 16 for absorbing axial pressures or thrusts in both directions. By attaching these disks 15 and 16 in a suitable thickness, the clearance in the ball bearings 11 to 14 is set so that the screw rotors 5, 6 remain in the required axial position, with a very small axial play from the screw rotors to the pressure-side housing end wall remains. The rotor housing 1 also has an inlet opening 17 with an associated inlet chamber 18 and also an outlet chamber 19 with an outlet chamber 20 for the compressed air. With 21 and 22 the associated shaft seals at the high pressure end of the compressor and with 23 and 24 the shaft seals at the low pressure end of the compressor are designated. In the axial setting of the screw rotors, the influence of the temperatures occurring during compression or the thermal expansion of the screw rotors is also taken into account. The screw rotors 5, 6 are also provided on the countershaft side with screw rotor shafts 25, 26 and are axially displaceable in the housing with these in radial roller bearings 27 and 28, respectively. The screw rotor shaft 25 is connected by a torsion shaft piece 40 to the shaft 41 of a counter gear 29, which is driven by a further larger counter gear 30 which is fastened on a shaft 31. The counter gear 29 is supported with its shaft 41 in roller bearings 32, while the shaft 31 of the counter gear 30 is supported on the one hand in a roller bearing 33 and on the other hand in a double shoulder ball bearing 34.
Mit 36 ist das Antriebsschraubenzahnrad für eine zugeordnete Schmierölpumpe bezeichnet, die über die Welle 31 angetrieben wird. Mit 37 ist ein Teil einer ausrückbaren Kupplung bezeichnet, welche die Welle 31 mit einem nicht dargestellten schnellaufenden Motor verbindet. Die Vorgelegezahnräder 29 und 30 weisen eine Schrägverzahnung auf. Die Steigungsrichtungen dieser Schrägverzahnungen sind so gewählt, daß der Axialschub des Zahnrades 29 bei der durch den Pfeil 38 angedeuteten Drehrichtung dem durch den Förderdruck auf den männlichen Schraubenrotor 5 ausgeübten Axialschub entgegengesetzt gerichtet ist. Dadurch wird der axiale Schub auf den Schraubenrotor 5 zumindest teilweise ausgeglichen, die Belastung der Schrägwälzlager 11, 12 wird entsprechend reduziert und ein Teil der sonst auf diese Lager wirkenden Axialkraft wird auf das Schulterkugellager 34 des Vorgelegezahnrades 30 übertragen.The drive screw gear for an associated lubricating oil pump, which is driven via the shaft 31, is designated by 36. With 37 a part of a disengageable clutch is designated, which connects the shaft 31 to a high-speed motor, not shown. The countershaft gears 29 and 30 have helical teeth. The pitch directions of these helical gears are chosen so that the axial thrust of the gear 29 in the direction of rotation indicated by the arrow 38 is opposite to the axial thrust exerted on the male screw rotor 5 by the delivery pressure. This at least partially compensates for the axial thrust on the screw rotor 5, the load on the angular contact roller bearings 11, 12 is correspondingly reduced and part of the axial force otherwise acting on these bearings is transferred to the shoulder ball bearing 34 of the countershaft gear 30.
Claims (4)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US1281626XA | 1958-12-30 | 1958-12-30 |
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Publication Number | Publication Date |
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DE1281626B true DE1281626B (en) | 1968-10-31 |
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Family Applications (1)
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1959
- 1959-12-29 DE DEA33616A patent/DE1281626B/en active Pending
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