DE19604447A1 - Spiralverdichter - Google Patents
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- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
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- F04C18/0207—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents both members having co-operating elements in spiral form
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- F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
- F01C17/00—Arrangements for drive of co-operating members, e.g. for rotary piston and casing
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Description
Die Erfindung betrifft einen Spiralverdichter, insbesondere zum Einsatz bei der
Drucklufterzeugung für Schienenfahrzeuge.
Bei der Drucklufterzeugung für Schienenfahrzeuge sind infolge der großen zu
erzeugenden Luftmengen und der extremen klimatischen Bedingungen besondere
Anforderungen an die Kompressor- bzw. Verdichtertechnik zu stellen. Selbst bei
niedrigsten Temperaturen und rauhen Umweltbedingungen (Temperatur,
Schwingungen, Stöße) ist auch im Langzeitbetrieb stets die volle Betriebsfähigkeit
zu gewährleisten. In neuerer Zeit wird daher auch im Schienenfahrzeugbereich den
ölfreien Spiralkompressoren erhöhte Aufmerksamkeit geschenkt. Aufgrund der
gegenüber heutigen handelsüblichen Spiralverdichtern stark zu vergrößernden
Leistung (z. B. Ansaugvolumenstrom/Lufterzeugung: 1600 l/min) und der damit
verbundenen hohen Kraftbelastungen des Verdichters ist eine einfache
"Vergrößerung" der handelsüblichen Kompressoren nicht möglich. Ein besonderes
Problem tritt infolge der bei 1600 l/min sehr großen Axialkräfte auf, welche die
Spiralen des Verdichters auseinanderdrücken. Problematisch bei einer einseitigen
Spiralanordnung ist insbesondere die Abstützung der auf die Spirale wirkenden
Axialkraft, die sehr große Lager erforderlich macht. Verschärft wird diese
Problematik durch die Ölfreiheit, aufgrund der die Reibleistung der Lager nur sehr
schwer abführbar ist. Einseitige Spiralanordnungen wurden daher bisher im
Schienenfahrzeugbereich als nicht einsetzbar betrachtet. Zweiseitige
Spiralanordnungen sind im Bezug auf das erzielbare Verdichtungsverhältnis
problematisch.
Die Erfindung zielt daher darauf ab, einen Spiralverdichter zu schaffen, der auch bei
hohem Luftdurchsatz einen sicheren Betrieb gewährleistet.
Die Erfindung erreicht dieses Ziel durch den Gegenstand des Anspruches 1. Mit
Hilfe der Erfindung wird ein komplett ölfreier Spiralverdichter realisierbar, der sowohl
große Ansaugvolumenströme als auch ein großes Verdichtungsverhältnis
ermöglicht.
Weitere vorteilhafte Varianten der Erfindung finden sich in den Unteransprüchen.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezug auf
die Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt:
Fig. 1 einen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Spiralverdichter;
Fig. 2 eine Ausschnittsvergrößerung aus Fig. 1.
Die Erfindung gewährleistet insbesondere bei einem Spiralverdichter mit einer
einseitigen Spiralanordnung eine Kompensation der hohen von den Lagern
aufzunehmenden Axialkräfte. Die Axialkraftkompensation wird nach Fig. 1 dadurch
erreicht, daß bei einem Spiralverdichter 1 mit einem Gehäuse 2, in dem zwei
ineinandergreifende Spiralen 3 (angetriebene Spirale), 4 (mitgeschleppte Spirale)
angeordnet sind, die mitgeschleppte Spirale 4 von einem Druckkranz 5 umgriffen
wird, der mit der Spirale 3 fest verschraubt ist, so daß die relative Stellung der
beiden Spiralen zueinander nicht verändert wird. Zwischen dem Druckkranz 5 und
einer auf der Rückseite der Spirale 4 angebrachten Ringscheibe 6 sind
Druckkammern 7 vorgesehen, die über trocken laufende Dichtungen zur Umgebung
hin abgedichtet sind. Die Druckluftversorgung erfolgt über Bohrungen 8, welche
direkt Verdichtungstaschen 9 anzapfen. Somit wird die auf die Spiralen wirkende
Axialkraft durch ein "Luftpolster" in vorteilhafter Weise ganz oder teilweise
kompensiert; die Lager 10 werden entlastet.
Gut zu erkennen ist neben Kühlrippen 11 ferner eine (von drei) Stützrollen 12, die an
der mitgetriebenen Spirale befestigt ist und die zur korrekten Relativstellung der
beiden Spiralen beiträgt. Die Kühlluft gelangt vom Lufteintritt 13 zu den als
Radiallüfter fungierenden, radialen Kühlrippen und von dort über den Kühlluftaustritt
in Freie (14). Dabei werden sowohl die Lagersitze als auch die Spiralen gekühlt.
Der Luftansaugkanal 15 und der Luftaustritt 16 verdeutlichen den Weg der
Prozeßluft von außen durch die Kammern 9.
Nach Fig. 2 rollen die Stützrollen 12 jeweils in einer Bohrung 17 ab. Die Bohrungen
17 sind zwischen den Druckkammern 7 des Druckkranzes 5 angeordnet, während
die Stützrollen 12 an der mitgetriebenen Spirale 4 befestigt sind (Schraube 19). Um
geringe thermische Dehnungen verspannungsfrei aufnehmen zu können, laufen die
Stützrollen 12 in einer elastischen Kunstoffhülse 18 (oder sie sind
kunststoffbeschichtet). Für die Realisierung des gesamten
Antirotations-Mechanismusses sind damit nur noch drei Wälzlager erforderlich, was
eine deutliche bauliche Vereinfachung bedeutet.
Bezugszeichenliste
Spiralverdichter 1
Gehäuse 2
Spiralen 3, 4
Druckkranz 5
Ringscheibe 6
Druckkammern 7
Bohrungen 8
Verdichtungstaschen 9
Lager 10
Kühlrippen 11
Stützrollen 12
Kühllufteintritt 13
Kühlluftaustritt 14
Luftansaugkanal 15
Luftaustritt 16
Bohrung 17
Kunstoffhülse 18
Schraube 19
Gehäuse 2
Spiralen 3, 4
Druckkranz 5
Ringscheibe 6
Druckkammern 7
Bohrungen 8
Verdichtungstaschen 9
Lager 10
Kühlrippen 11
Stützrollen 12
Kühllufteintritt 13
Kühlluftaustritt 14
Luftansaugkanal 15
Luftaustritt 16
Bohrung 17
Kunstoffhülse 18
Schraube 19
Claims (6)
1. Spiralverdichter (1), insbesondere zum Einsatz bei der Drucklufterzeugung für
Schienenfahrzeuge, mit wenigstens zwei in einem Gehäuse (2) angeordneten,
ineinanderlaufenden Spiralen (3, 4), dadurch gekennzeichnet, daß eine der Spiralen
(4) durch eine Kraftaufnahmeeinrichtung an der anderen Spirale (3) des Verdichters
(1) abgestützt wird.
2. Spiralverdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Kraftaufnahmeeinrichtung einen Druckkranz (5) aufweist, welcher mit der Spirale (3)
fest verschraubt ist.
3. Spiralverdichter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
Kraftaufnahmeeinrichtung abgedichtete Druckkammern (7) aufweist.
4. Spiralverdichter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die
Kraftaufnahmeeinrichtung eine auf der Spirale (4) befestigte Ringscheibe (6)
aufweist.
5. Spiralverdichter nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die
Druckkammern (7) insbesondere über Bohrungen (8) mit Druckluft versorgt werden,
die von den Verdichtungstaschen (9) abgezapft wird.
6. Spiralverdichter nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß zur Gewährleistung der korrekten Relativstellung -
insbesondere im Winkel von 120° zueinander angeordnete - Stützrollen (12)
vorgesehen sind.
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---|---|---|---|
DE19604447A DE19604447C2 (de) | 1995-07-31 | 1996-02-07 | Spiralverdichter |
PCT/DE1996/001329 WO1997005389A1 (de) | 1995-07-31 | 1996-07-19 | Spiralverdichter, insbesondere zum einsatz bei der drucklufterzeugung für schienenfahrzeuge |
US08/981,568 US6017204A (en) | 1995-07-31 | 1996-07-19 | Spiral compressor, useful in particular to generate compressed air for rail vehicles |
JP9507089A JPH11509902A (ja) | 1995-07-31 | 1996-07-19 | 特にレール車両用の圧縮空気発生に使用されるスクロール形コンプレッサ |
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- 1996-02-07 DE DE19604447A patent/DE19604447C2/de not_active Expired - Fee Related
- 1996-07-19 DE DE59609953T patent/DE59609953D1/de not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE19604447C2 (de) | 2002-03-21 |
DE59609953D1 (de) | 2003-01-16 |
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