DE1503667A1 - Verdraengermaschine mit einem Schraubenrotor und Fluessigkeitsdichtungen - Google Patents
Verdraengermaschine mit einem Schraubenrotor und FluessigkeitsdichtungenInfo
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Classifications
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
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- F04C18/52—Rotary-piston pumps with non-parallel axes of movement of co-operating members the axes being arranged at an angle of 90 degrees of intermeshing engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
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Description
Dipl.-InQ. 1 cnoecT
München-Pullach fOUJbo/
Wf«n«Str.2.-Tei.München79|f7O
B/Bä München-Pullßch, 29 „ April 1963
Bernard ZIMfJERET, 27, %e Delabordlre ä Neuilly-Sur-Seine, (Seine)
Frankreich
.Verdrängermaschine mit einem Schrauprotor und
Flüssigkeit sdiciitungen
Die vorliegende Erfindung "bezieht, sich auf Verbesserungen an Verdrängermaschinen,
die mit einem Schraubenrotor arbeiten und mit Flüssigkeitsdichtungen ausgestattet sind, die für den dichten Abschluß
zwischen den G-ewindegängen am Schraubenrotor und den Zähnen von Abdichtungszahnräaern sorgen» Durch die vorgeschlagenen
Verbesserungen wird insbesondere angestrebt, eine Verdichterbauart zu schaffen, die bei einer geringen Zahl von Gewindegängen
am Schraubenrotor einen großen Arbeitsraum aufweist, hierbei auf
Jeder Stufe mit einem hohen Drucltfyerhältnis arbeitet und bei der
einstückig ausgebildete Schraubenrotoren und Dichtungszahnräüer verwendet werdeno
Es hat sich gezeigt, daß es zur Erzielung eines großen Arbeitsraum
zwischen den Gewindegängen des Schraubenrotors erforderlich ist, daß der Schraubenrotor nur vier oder sechs Schraubenwindungen aufweisen
darf, die mit den entsprechenden Dichtungszahnrädern zusammenarbeiten,
welche vorzugsweise sieben oder elf Zähne aufweisen, wenn die einzelnen Elemente, nämlioh der Schraubenrotor
und/oder die ^ichtungszahnräder nicht aus verschiedenen zusammengesetzten
Einzelteilen hergestellt sein sollen.
009320/0114
Es ergibt sioh weiter unten, auf welche Weise durch die Erfindung
bei einer einzigen Druckstufe trotz der kleinen Anzahl von Gewindegängen ein Druck von sieben Kilogramm erzielt werden kann.
Eine weitere durch die Erfindung erzielte Verbesserung betrifft
die Ausbildung der asammenwirkenden Teile und besteht darin,
daß der Schraubenrotor auf der Hochdruckseite ebenso wie das ihn umgebende Gehäuse verlängert ist, um auf diese Weise deden Axialdruck
auf den Rotor zu verhindern, so daß der Kompressor in seinen Lagern mit hoher Geschwindigkeit rotieren kann und hierdurch die
größtmöglichen Massenkräfte erzielt werden.
Um in einer einzigen Stufe und nur mit vier Gewindewindungen die
für einen Druck von sieben Kilogramm erforderliche Kompression zu erzielen, hat es sich als notwendig erwiesen, drei bereits
allein oder zu zweien angewendete Maßnahmen miteinander zu vereinigen und dadurch gleichzeitig zwischen dem Ansaugen und Ausstoßen
des komprimierten Gases zur Anwendung zu. bringen» Es handelt sich
hierbei um die Länge der zwischen zwei benachbarten Schraubengängen liegenden Kompressionskammern, die Höhe der Schraubengänge
am Schraubenrotor und den Durchmesser des -den Schraubenrotor umgebenden
Gehäuses.
Es ist zumindest theoretisch möglich, die drei genannten Maßnahmen
dadurch zu vereinigen, daß dem den Schraubenrotor umgebenden G Gehäuse eine zum Rotor gleichsinnige Krümmung mit einer geeigneten
Exzentrizität gegeben wird. Der gradlinige Weg der am eine,n
Ende tangential in das Gehäuse eingespritzten ^lüssigkeitsteilchen,
die die genannten Flüssigkeitsdichtungen bilden sollen, ruft jedoch normalerweise Unterbrechungen in den Verbindungen hervor.
009829/0164
Es wird deshalb eine Lösung angestrebt, die unabhängig von der bereits bekannten Zylinderform zur Vermeidung der Unterbrechungen
und zum Zweck der Vereinfachung der Konstruktion der Verdrängermaschine
die Verwendung von Gehäusen vorsieht, die geradlinige Schnittlinien aufweisen, d.h. von solchen konischen Gehäusen, die
ein umso höheres Kompressionsverhältnis ermöglichen, je größer der
Konuswinkel ist, wobei im Grenzfall, nämlich dann, wenn der Öffnungswinkel 180 erreicht, die Gehäuse eben mit einem spiralförmigen
Gewinde ausgebildet und senkrecht zur Achse des Schraubenrotors angeordnet sind.
Yfenn in der praktischen Ausführung mit Hilfe eines zylindrischen
Gehäuses das angestrebte Ergebnis erzielt und ein Druck von sieben Kg in einer einzigen Stufe mit Hilfe von einstückig ausgebildeten
Bauteilen erreicht werden soll, unter der Bedingung, daß ein Schraubenrotor mit sechs oder mit nur vier Gewindewindungen eingesetzt wird, ist es erforderlich, die drei genannten Maßnahmen
miteinander zu kombinieren und vorzugsweise ebene Gehäuseteile zu verwenden
Weitere vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, die verschiedene AusführungsbeL-spiele
der Erfindung mit Hilfe von Abbildungen näher erläutert.
Es zeigt:
Fig. 1 einen schematisehen senkrechten Schnitt d^-jh
einen herkömmlichen Schraubenrotor ZurVer^nschaulichung
der Form, die gewöhnlich den einstückigen .Dichtungszahnrädern zum Eingriff mit den Gewindewindungen
am Schraubenrotor gegeben wird; eine derartige Vorrichtung kann nur eine geringe Verdichtung
des Arbeitsstoffe hervorrufen,.
009829/0114 SADORiQiNAL
Fig. 2 einen Schnitt durch einen Kompressor mit größerer Leistung, der mit einem einstückig ausgebildeten
Schraubenrotor mit sechs Gewindewindungen ausgestattet ist , die mit einem kegelstumpfförmigen
Gehäuse und zwei einstückig ausgebildeten Dichtung szahnrädern mit je elf Zähne zusammen-wirken,
Fig» 3 einen der Fig. 2 ähnlichen Schnitt durch einen
• Kompressor mit einem einstückigen Schraubenrotor mit vier Gewindewindungen und zwei Dichtungszahnrädern
.zu je sieben Zähnen^
Fig. 4 einen Schnitt durch einen Kompressor mit einem einstückigen
Schraubenrotor, der in einem zylindrischen Gehäuse arbeitet und eine mit der Aussenluft
in Verbindung stehende Drosselöffnung aufweist,
Fig. 5 eine schematische Darstellung eines Kompressor
mit einem einstückig ausgebildeten Schraubenrotor mit sechs Gewindewindungen, wobei die Maschine
im Aussenumriss zylindrisch ist und zwei einstückig ausgebildete Dichtungszahnräder mit je elf Zähnen
aufweist und ferner auf der Hochdruckseite eine Auslaßleitung vorgesehen istj darüber hinaus sind
. Einrichtungen angeordnet mit deren Hilfe die Stellung
des Schraubenrotors zu den Dichtungszahnrädern
gerefel't werden kann.
Fig. 6 eine teilgeschnittene Darstellung eines Kompressore
mit einem doppelten Schraubenrotor mit vier Gewindegängen, der mit vier Dichtungszahnrädern zu je
sieben Zähnen zusammen arbeitet und zu dem ferner zwei ebene Abschlußteile gehören; der gezeigte
Kompressor ist mit exzentrisch angeordneten biegsamen Stäben verseilen, die zur Regelung der Höhe
der Achsen der Zahnräder diener, und
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Figo 7 eine Draufsicht auf die rechte Seite des Kompressors
nach Fig. 6, geschnitten auf der linie VII-VII.
In Pig. 1 ist mit 1 ein Schraubenrotor bezeichnet, der an seinem
oberen und seinem unteren Ende bei 2 und 3 nach Konusflächen abgeschnitten ist. Der Rotor arbeitet mit einem Zahnrad 4 zusammen,
das mit 15 Zähnen ausgestattet ist und in die Gewindewindungen am
Rotor eingreift.
Im senkrechten Schnitt gesehen folgt der Aussenumriss des Schraubenrotors
1 einem Bogenstück des bei 5 angedeuteten Kreises, der zu einem weiteren Kreis 6 konzentrisch verläuft, der die tiefsten
Stellen der Gewindegänge schneidet.
Wie sich ferner aus Fig. 1 ergibt, können die drei Zähne 7,8 und 9 des Zahnrades ohne weiteres in die Gewindegänge 10, 11,12 und
am Schraubenrotor eingreifen. Dies gestattet es, einen einstückigen(monobloc)
Schraubenrotor und ein ebenfalls einstückiges Zahnrad
(pignon monobloc) zu verwenden, so daß es sich erübrigt, den Schraubenrotor oder die Zahnräder aus verschiedenen Einzelteilen
zusammensetzen zu müssen, um hierdurch, wie dies bei früheren Vorrichtungen der Fall ist, in gewünschter Weise ineinander eingreifende
Bauteile zu erhalten.
Das vorteilhafte Ergebnis, nämlich die Bauteile einstückig ausbilden
zu können, wird bei dem erfindungsgemäßen Vorschlag dadurch erzielt, daß die Flanken 14 und 15 der Gewindegänge 10 und 13
parallel zueinander und horizontal in der in Fig. 1 dargestellten Lage verlaufen, so daß der mittlere Zahn 8, der $mmetriseh zur
waagerechten Mittelebene steht, ebenfalls ohne Schwierigkeit zwi-
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sehen die Gewindegänge 11 und 12 eingreifen kann.
Die Anordnung nach Fig. 1 gestattet es somit, einen Kompressor
mit einem Schraubenrotor zu bauen, bei dem der Rotor und die DichtungsZahnräder aus einem einzelnen Stück gefertigt oder bei „.
dem die die genannten Bauteile bildenden Einzelelemente vor dem Einführen der Zahnradzähne in die Gewindegänge am Rotor zu einem
festen Bauteil zusammengebaut werden können«,
Dennoch weist die Anordnung nach Pig. 1 den Nachteil auf, daß der . Ra.um zwischen· benachbarten Gewindegängen sehr klein ist und: daß
die Maschinenleistung und ihre Massenkräfte verhältnismäßig gering
sind. .
Wenn man Zahnräder mit wesentlich weniger Zähnen verwendet, ergibt
sich, wie leicht einzusehen ist, eine erhebliche Vergrößerung des nutzbaren Raumes der Kompressionskammer» Die Verwendung von
einstückig ausgeführten Maschinenteilen ist jedoch nur dann möglich,
wenn die Anzahl der Schraubengänge ebenfalls herabgesetzt wird. Dies führt jedoch bei den bekannten Verdichtern zu einer
Verringerung des Kompressionsverhältnisses, die die Maschinen für praktischen Gebrauch nutzlos werden läßt.
In Fig» 2 ist ein Schraubenrotor la abgebildet, dessen oberer
Teil, wie bei 2a angedeutet ist, konisch abgeschnitten ist, währen!
der Rotor im übrigen ebenfalls im Aussenumriss konisch, jedoch mit zur ersteren Konizität entgegengesetzter Neigung bie 5a ausgebildet
ist.
Fig. 2 zeigt, daß der Querschnitt zwischen den Kompressionsräumen,
wie sie sich zwischen benachbarten Gewindewindungen finden, ständig
zum Ende des Kompressionsvorgangs verkleinern, insbesondere
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weil von der Stelle 16 an die Gewindegänge ständig an Höhe abnehmen,
während sich die bei 17 am Gewindegang 18 erscheinende Konizität ständig bis zum unteren Ende des Arbeitsteils des Schraubenrotors,
d.h. bis zum Punkt 19 stärker auswirkt.
Der Schraubenrotor ist bei 20 über den eigentlichen Arbeitsabschnitt
hinaus verlängert, wobei der Umriss dee konischen Gehäuses, der den Rotor umgibt, dieser Verlängerung entsprechend ausgebildet
ist.
Unter anderem ist in Figo 2 zu sehen, daß die Konusform bei 5a
die Durchmesservergrößerung am unteren Ende des Rotorsunterhalb
der Mittelebene etwa ausgleicht, und daß der Schwerpunkt der Kompressionskammern gegen Ende des Kompressionsvorgangs eine
Stellung, wie etwa die des Punktes 19 einzunehmen sucht, die dichter an der Achse des Schraubenrotors liegt, als dies der Fall
wäre, wenn der Rotor in einem zylindrischen Gehäuse arbeitete.
Man erzielt daher, wie dies bereits weiter oben ausgeführt wurde, duroh die Kombination der drei in der Einleitung erwähnten Maßnahmen
ein gleiches oder höheres Verdichtungsverhältnis, wie bei einem Kompressor nach der in Fig. 1 dargestellten Art, jedoch mit
einer wesentlich höheren volumetrischen Leistung, wobei der Vorteil,
einen einstückig ausgebildeten Schraubenrotor zusammen mit einstückig ausgebildeten Dichtungszahnräaern verwenden zu können,
erhalten bleibt. Der Rotor und die Zahnräder weisen dadurch solche Aussenformen auf, daß die Zahnräder in verschiedenen Winkelstellungen
zum Rotor 1a angebracht werden können.
Da der Schraubenrotor auf der Linie 2a abgeschnitten ist, sind oberhalb des Zahns 21 des Zahnrads keine Gewindewindungen mehr
vorhandene Der Zahn 21 dringt aaher bequem in den oberen Teil 22
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des Schraubenrotors und den daran vorgesehenen Gewindegang 23
Der mittlere Zahn 24 im Arbeitsabschnitt des Zahnrades kann ohne
weiteres zwischen den Gang 18 und 23 des Gewindes einbringen, weil
die betreffenden Flanken 25 und 26 der Gewindegänge 23 und 18, die mit dem Zahn 24 zusammenarbeiten sollen, parallel zueinander
verlaufene
Der untere Zahn 27 des Zahnrads greift ebenfalls mühelos unter
den Gewindegang 18 und zwischen diesen und den unteren Abschnitt
28 des Schraubenrotors ein.
Wie sich hieraus ergibt, ist es bei dem Ausführungsbeispiel nach
Fig. 2 bei der Montage der Zahnräder am Schraubenrotor lediglich erforderlich, zwei der sechs Gewindegänge des Schraubenrotors
einem Zahnrad gegenüber in einer zur Mittelebene etwa symmetrischen Stellung einzustellen und dann den Flanken der benachbarten
Schraubengänge am Rotor ein durch parallele Flächen begrenztes Profil zu geben, wie dies insbesondeie bei 25 und 26
zu sehen ist, derart, daß sie mit den Zahnradzähnen zusammenwirken können, deren Flanken ebenfalls parallel zueinander verlaufen.
Aus Fig. 2 ist ferner zu erkonnen, daß die gleichzeitig in den
Schraubenrotor eingreifende Zähneanzahl geringer als in der Fig.
1 ist. ' ■
Dieser Vorteil wird noch dadurch vergrößert, daß man einen SchraUr
benrotor mit vier Gewindegängen verwenden kann, der m±t Zahnrädern
mit sieben Zähnen zusammenwirkt, wie dies bei dem in Fig. 3 abgebildeten
Ausführungsbeispiel der Fall ist.
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In diesem Pall erreicht die Leistung des Kompressors ein Maximum,
weil das größtmögliche Volumen der Kompressorkammerη zwischen
dem Gehäuse und dem Schraubenrotor aufgrund der Verringerung der
Anzahl der Gewindegänge erreicht ist.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Pig. 3 können die Planken der
benachbarten Gewindegänge nach aussen zusammen laufen, weil es möglich ist, das Zahnrad 29 in der Stellung, wie dies in der Schntti
z-eichnung. nach Pig. 3 angedeutet ist, zu montieren, in der nur
ein einziger Gewindegang 30 am Schraubenrotor 1b mit zwei nebeneinander
liegenden Zähnai 31 und 32 des Zahnrads 29 in Eingriff
- steht. Der Gewindegang 30 könnte sogar irgend eine beliebige konvexe
Porm haben, die leicht zwischen die Zähne 31 und 32 des Zahnrades 29 eingeführt werden kann.
Aus dem Vorstehenden ergibt sich, daß es unmöglich wäre, das Zahnrad
29 am Schraubenrotor anzubringen, wenn sich dem Zahnrad gegenüber
zwei nebeneinander liegende Gewindegänge befinden, die von in Richtung zum Mittelpunkt des Zahnrades zusammenlaufenden
Planken gegrenzt werden.
Aufgrund der Verminderung der Anzahl der Gewindegänge von sechs auf vier ist es jedoch erforderlich, wenn bei der Vorrichtung nach
Pig. 3 ein Kompressionsverhältnis erzielt werden soll, das mit dem bei der Vorrichtung nach Pig«, 2 erzielten vergleichbar sein
soll, den Konuswinkel, d.h. die Neigung der Aussenflache 33 im Verhältnis zur Senkrechten wesentlich zu vergrößern. Dies kann
soweit gehn, daß flache Aussengehause verwendet werden, die senkrecht
zur Achse des Schraubenrotors angeordnet sind«,
Um bei der praktischen Durchführung ein Kompressionsverhältnis in der Größenordnung von 5 und um Drucke von sieben Kilogramm mit
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- ίο -
Hilfe eines vertretbaren thermischen Zyklus zu erreichen, verwendet
man vorzugsweise entweder einen zylindrischen Schraubenrotor mit sechs Gewindegängen oder einen Rotor mit vier Gewindegängen,
der mit ebenen Gehäuseteilen zusammenwirkto Bei der Verwendung
von ebenen Gehäuseteilen ist es vorteilhaft, zwei Kompressoren vorzusehen, die jeweils zwei symmetrische Gewindegänge an einem
gemeinsamen doppelten Schraubenrotor aufweisen, derart, daß der durch das verdichtete Arbeitsmittel erzeugte Axialschub ausgeglichen wird.
J1Ig0 4 bezieht sich auf einen Kompressor mit einem Schraubenrotor
1c, der innerhalb des größten Teils seiner Höhe zylindrisch ausgebildet ist und nur an seinem oberen Ende, d.h0 an der Ansaugseite,
bei 2b konisch geformt isto
Die Abbildung erläutert, wie es möglich ist, zu verhindern, daß das verdichtete Arbeitsmittel an der untenliegenden Fläche eines
zylindrisch ausgebildeten Schraubenrotors, der um eine senkrechte Achse drehbar gelagert ist, einen Axialschub nach oben hervorruft,
derart, daß die Rotorlager entlastet werden, der Rotor mit höherer Drehzahl laufen und die Massenkraft des Kompressors erhöht
werden kann. Dadurch, daß der Kompressor mit paarweise angeordneten
Zahnrädern ausgestattet ist, wird der Rotor auch keinen Radialbelastungen ausgesetzt.
Der Schraubenrotor 1c nach Fig. 4 ist nach unten über seinen eigentlichen Arbeitsbereich hinaus verlängert. Er weist daher /
unterhalb des Punktes 19a einen zylindrischen Teil 20a auf. Der Kompressor bekannter Art, der in Pig. 4 abgebildet ist, weist jedoch
an seinem unteren Ende eine Ausgleichskammer 34 auf, die über einen schematisch bei 35 angedeuteten Kanal mit der Aussenluft in
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Verbindung steht. Diese Verbindung verhindert, daß irgend welcher
Druck auf die Unterfläche des Rotors einwirkt. Darüberhinaus ist es auf diese Weise möglich, die Abdichtungsflüssigkeit, die in den
Kanal 35 übergetreten ist, zurückzugewinnen.
Die Flüssigkeit der Flüssigkeitsdichtungen kann zwischen den Rotor
und das Gehäuse oberhalb des Punktes 19a eindringen und sammelt
sich dann in der Kammer 34· Dies macht es erforderlich, unter dem Rotor 1o ein kreisförmiges Segment 35 anzubringen, das eine ebene
Dichtung bildet, die auf mindestens einer Feder 38 aufliegt, derart,
daß die die Achse des Rotors 1c lagernden Lager geschützt sind.
Durch die mit der Aussenluft verbundene Ausgleichskammer wird die
Ansammlung von Wasser oder Gas unter Druck unterhalb des Rotors verhindert. Das Wasser oder das Gas kann zwischen dem Unterteil
des Rotors und dem Gehäuse nach unten gelangen und würde dann einen nach oben gerichteten Axialschub ausüben.
Der in Fig. 5 abgebildete Kompressor ist mit einem Schraubenrotor 1c ausgestattet, der im Aussenprofil zylindrisch gestaliet ist.
Mit 34 ist wiederum eine Ausgleichskamner bezeichnet, die über eine Leitung 35 ebenso wie in Fig. 4 mit der Ansaugseite in Verbindung
steht.
Der Schraubenrotor 1c weist sechs Gewindegänge auf, mit denen
zwei Zahnräder 39 und 40 mit je elf Zähne in Eingriff stehen.
Die Zahnräder sind einander gegenüber und parallel zueinander angeordnet und entsprechen in ihrer Bauart denjenigen nach j?ig.2e
Das Kompressionsverhältnis liegt bei einem derartigen Kompressor
etwas höher als es theoretisch sein sollte; dies beruht auf der Einspritzung der Flüssigkeit. Das I/ruekverhältnis kann zwischen
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ÜAiy
5,5 und 6 wechseln, während es theoretisch zwischen 4 und 5 liegt.
Es ist somit möglich, Druckluft von sieben Kilogramm mit gutem
Ausbringen zu erzeugen.
Mit 41 ist in gestrichelten Linien eine durch das Gehäuse gehende Auslaßöffnung angedeutet. Die Auslaßöffnung liegt in Wirklichkeit
vor der Zeichenebene der Pig. 5.
Die Höhenstellung des Eotors 1c, wird durch Verstellung der Mutter
42 eingestellt. ..
Der Rotor 1c ist zwischen dem Gehäuse 43 und dem Deckel 44 mit
Hilfe eines unteren und eines oberen Wälzlagers 45 bzw. 46 drehbar gelagert. Das Lager 45 ruht auf einer Federscheibe 47. Beide
Lager sind gegen das Eindringen von Flüssigkeit durch Runddichtungen
48 und 49 geschützte
Das Dichtungszahnrad 39 besteht aus Plastikwerkstoff und ist auf
einem Stützteil aus Stahl angeordnet.
Bei einem Vergleich der Ausführungsbeispiele nach den Pig,. 6 und stellt man fest, daß der Schraubenrotor 1e in dem Teil ausgenutzt
wird, in dem sein Gewinde waagrecht verläuft0
Der Schnitt bei 50 zeigt einen der Arbeitsbereiche des Kompressors,
bei dem die Gewindegänge am Rotor nicht mehr schraubenförmig, wie allgemein üblich, sondern spiralförmig angeordnet sind. Hierbei
nimmt die Höhe der spiraligen Gewindegänge von der Stelle 52 an bis zur Mitte, etwa der Stelle, an der sich der Gewindegang 51
befindet, ständig zu, um dann zum Aussenumfang des Rotors hin, d.ho etwa bis; zum Punkt 53, wieder abzunehmen,,
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Der Schraubenrotor lc ist doppelt ausgebildet und mit zwei spiraligen
Gewinden versehen, die symmetrisch zur Mittelebene des Kompressors liegen und von denen das eine nach oben und das andere
nach unten gerichtet ist.
Die die Gewindegänge bildenden Rippen liegen an zwei Abschlußteilen
54 und 55 an, welche eben ausgebildet sindo An den Stückteilen
sind nach innengerichtete Vorsprünge oder Leisten 56 oder 57 angeordnet«,
Das am Aussenumfang des Kompressors durch die Leitung 58 eintretende
Gas wird bei seinem Weg in das -Innere des Kompressors hinein, bzw. in Richtung zur Drehachse 59 des Schraubenrotors 1e immer
weiter zusammengedrückt0 Die verdichtete Luft tritt oben und
unten an den Leitungen 60 und 61 auf, die zu oinem gemeinsamen
Druckgasbehälter führen können.
Wie dies bereits erwähnt wurde, dient die Verminderung des Kompressordurchmessers
zwischen der Eintritts- und der Austrittsstelle des Gases im Bereich der Rotorachse zur Erzielung eines
höheren Kompressionsverhältnisses, vorzugsweise in der Größenordnung
von 5, wobei gleichzeitig mit der Abnahme der Höhe der Gewindegänge von der Stelle 51 in Fig. 6 an und mit der Verringerung
der Länge der Kompressionskammern diese Wirkung unterstützt wirdο .
Durch die Vereinigung der drei Merkmale ist es möglich, einen
Druck von mindestens 7kg wie bei einem in Figo 5 abgebildeten zylindrischen
Kompressor zu erzielen, wobei jedoch nur ein mit vier Gewindegängen versehener Schraubenrotor anstelle eines solchen
mit sechs Gewindegängen gemäß Fig« 5 erforderlich ist.
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-η-
Der in Figo 6 abgebildete Kompressor ist mit vier Dichtungszahnrädern
ausgestattet, von denen drei auf der Abbildung zu sehen
sind. Die drei dargestellten Zahnräder sind mit 62, 63 und 64 bezeichnet. ·
Die Flüssigkeit, die zur Herstellung der Abdichtung zwischen den
Gewindegängen des Rotors 1e und den verschiedenen Zahnrädern verwendet wird, wird durch die Leitungen 65» 66, 67 und 68 zum
Aussenumfang des Kompressors zugeführt,,
Achse des Rotors 1e ist auf den Deckelteilen 54 und 55 mittels
lagern 45a und 46a drehbar gelagert» Die Lager sind gegen das Eindringen von Wasser durch ebene Dichtungen 37a und 37b geschützt,
die unter der Wirkung von Federn 38a und 38b stehen.
Zur Lagerung des Rotors gehört ferner noch eine unten angeordnete Scheibe 47a und eine Haltemutter 69.
Am oberen Teil dienender Befestigung des Rotors 2wei Muttern 42a Zur Schmierung des Lägers 46a ist ein Fettbehälter 70 vorgesehen.
Fig. 7 zeigt, daß die Druckleitung für die komprimierte Luft 60 durch die Vereinigung zweier Luftleitungen 71 und 72 gebildet
wird, die die im'Bereich der oberen Zahnräder 62 und 63 verdichtete
Luft abführen.
Auf gleiche Weise ergibt sich die untere Bnckleitung 61 aus der /
Vereinigung zweier Leitungen 73 und 74. In der Zeichnung ist ein
Schnitt durch die, Leitung 73 gelegt, derart, daß zu sehen ist , daß die verdichtete Luft auf der Höhe des unteren linken, in Pig.
6 nicht abgebildeten Zahnrades gesammelt wird, während die Leitung
74 die auf der Höhe des Zahnrades 64 komprimierte Luft auf-"
nimmt·
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Eine Fettbuchse 70a ist ebenfalls am unteren Teil der Achse 59
vorgesehen und dient zur Schmierung des Lagers 45a.
Der Rand 75 (Fig« 6) im geschnittenen Teil des Deckels 55 entspricht
einer der Fräsungen, die für den Einbau der Zahnräder angebracht
werden.
Das Gehäuse selbst, an dem die beiden Deckelteile 54 und 55 anliegen,
ist mit 76 bezeichnet» Das äusserlich runde Gehäuse ist im Inneren unsymmetrisch.Es bildet eine Spiralwindung an der
Ansaugseite, bevor sich diese mit dem Ansaugstutzen auf der rechten Seite der Abbildung vereinigt»
Die·Anbringung des Zahnrades 62 ist ebenfalls in Pig. 7 zu seheiio
Der Stahlkern des Zahnrades ist mit 77 bezeichnet.
Das Zahnrad mit seinem Stützteil ..it.vr. ..jf einer der Achsen 78«
Zur Befestigung dient eine Federscheibe Ib und eine Mutter 80a
die die gleiche Rolle wie die Mutter 80 in Fig. 5 spielt. Bei 81, 82 und 83 sind die abgeschnittenen Spitzen von dreien der vier
Windungen des Rotors 1e zu sehen. Die Flanken der spiraligen Gewind^gänge
sind mit 81a/82a, 82b und 83b angegeben, während die
aussenliegenden, abgeschnittenen Teile der Gänge mit 2d bezeichnet sind.
In unterbrochenen Linien ist bei 84 die Form einer Ausgangsöffnung
für das verdichtete Arbeitsmittel angedeutet. Die Öffnung geht durch den Deokelteil 54 hindurch und mündet bei 85 in die
Leitung 71«
Zum Zweck der besseren Übersichtlichkeit sind die Gehäuseteile,
die die Zahnräder nach aussen abdichtend umgeben, in den Zeichnungen nicht dargestellt.
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Selbstverständlich kann die Erfindung im Rahmen des ihr zugrunde liegenden Gedankens auf die verschiedenste Weise abgewandelt ergänzt
und verbessert werden.
Alle gezeigten und beschriebenen Einzelheiten sind erfindungs—
wesentlich.
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Claims (8)
1.} Verdrängermaschine für ein hohes Verdichtungsverhältnis- und
große Massenkräfte mit. einem Schraubenrotor, zwischen dem und
den darein eingreifenden Dichtungszahnrädern Flüssigkeitsdichtungen vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Schraubenrotor
und die damit zusammenarbeitenden DichtungsZahnräder
jeweils einstückig ausgebildet sind, daß die Zähne der Zahnräder
eine wesentlich größere Querschnittsfläche aufweiser als die Schraubengänge des Rotors im RadiaLschnitt betragen, daß die .;ewindegänge
im Aussenprofil nach einer linearen Erzeugenden aDgeschnitten
sind und daß höchstens sechs Schraubengänge mit einer solchen Teilung und Zahnhöhe vorgesehen sind, das höchstens drei
Schraubengänge gleichzeitig mit einem der DichtungsZahnräder in
Eingriff stehen.
2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ein-
stüoklgen Dichtungszahnräder höchstens elf Zähne haben.
3. Maschine nach, den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,
daß der Schraubenrotor an der Druckseite um einen gewindelosen Abschnitt verlängert ist dessen Aussenflache auf der gleichen
linearen Erzeugenden wie der gewindetragende Teil liegt.
4. Maschine naoh Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewinde
am Rotor naoh einem zylindrischen Aussenprofil geschnitten ist und sechs Sohraubengänge mit im Radialschnitt parallelen Flanken
aufweist, von denen zwei oder drei, je nach der Lage der einstückigen
Diohtungszahnräder zum Gewinde, gleichzeitig in Arbeits-
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Sektoren, die sich liter rund 98° erstrecken, mit den Zahnrädern, an denen elf Zähne mit parallelen Planken vorgesehen sind, in
Eingriff stehen.
5.Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewinde
am Rotor nach einem konischen Aussenprofil geschnitten ist und vier Schraubengänge aufweist, von denen einer oder zwei, je
nach der Stellung der einstückigen DichtungsZahnräder zum Gewinde,
gleichzeitig in Arbeitssektoren von etwa 102 mit den Zahnrädern in Eingriff stehen, die ihrersei\s sieben Zähne mit zum Aussenumfang
der Zähnräder di~vergierenden Flanken haben.
6. Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor mit einem Doppelgewinde versehen ist, das nach einem Aussenprofil
geschnitten ist, welches aus zwei parallelen, symmetrischen Ebenen besteht, die senkrecht zur Rotorachse liegen, und daß jedes
der^Gewinde vier Gänge bildet, die mit ein oder zwei Zähnen
von zwei Dichtungszahnrädern, je nach der gegenseitigen Anordnung
des betreffenden Gewindes und der einstückigen Zahnräder, in einem Arbeitssektor von etwa 102° in Eingriff stehen, wobei die Zahnräder
je sieben nach aussen divergierende Zähne aufweisen»
7. Maschine nach Anspruch 4» dadurch gekennzeichnet, daß der
Schraubenrotor aufrecht in einem Gehäuse angeordnet ist, das ebenso wie der Rotor zur Hochdruckseite hin verlängert ist und an
seinem unteren Umfang eine mit der Ansaugseite der Maschine üb^r
einen Kanal verbundene Ausgleichskammer aufweist.
8. Maschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Schraubenrotor aufrecht in einem ausserlich zylindrischen Gehäuse
angeordnet ist, das eine schneckenförmige Ansaugvorrichtung .
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für das Arbeitsmittel bildet, wobei das Gehäuse ein Zwischenstück zwischen zwei ebenen Deckeln bildet, die mit innenliegenden Vorsprüngen an den Scheitelflächen oder Spitzen der Gewindegänge
anliegen.
009829/0164
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