DE2619542A1

DE2619542A1 - Zweiachsiger drehkolbenverdichter mit optimalverzahnung und innerem ausgleich der seitenkraefte

Info

Publication number: DE2619542A1
Application number: DE19762619542
Authority: DE
Inventors: Alois Dipl Ing Riedl
Original assignee: Kaeser Kompressoren GmbH
Current assignee: Kaeser Kompressoren GmbH
Priority date: 1976-05-04
Filing date: 1976-05-04
Publication date: 1977-11-10

Description

Zweiachsiger Drehkolbenverdichter mit innerem Ausgleich der Seitenkräfte
Die vorliegende Erfindung behandelt eine parallel- und außenachsige Rotationskolbenmaschine mit Kämmeingriff zwischen einem Schraubenrippenrotor und einem Schraubennutenrotor, die bei höchstem Wirkungsgrad minimale Seitenkräfte aufweist. Der Ausgleich der Seitenkräfte ist wegen der hohen Drehzahl und der wünschenswerten Anwendung von Wälzlagern beim Hauptläufer besonders wichtig.
Die bisher bekannten Einrichtungen zum Ausgleich der Achsialkräfte benutzen aufwendige Kombinationen von Kolben und Zylinder oder vermindern die auf die druckseitige Stirnfl äche der Läufer wirkende Kraft durch Entlastungsräume.
Figur 1 zeigt Teile von zwei in einem Gehäuse untergebrachten Läufern. Di e Figuren 2 und 3 zeigen die erfindungsgemäßen Maßnahmen zur Seitenkraft-Entlastung an den Stirnflächen der Läufer 1, 2 und eine hierfür geeignete Wälzlageranordnung.
Die Figuren 2, 3 zeigen für den Hauptläufer 1 des mit hohem Verdichtungsverhältnis arbeitenden Schraubenverdichters die hier vorgeschlagene Maßnahme einr ausreichenden und genügend anpassungsfähigen Seitenkraft-Entlastun3 über einen auf seiner Saugseite angeordneten Ringkanal 3 in den die innerhalb des Stirnprofils wirksamen flachen Entlastungstas~hen 4 einmünden. Dieser Kanal 3 mit seinen Taschen 4 wird über eine oder mehrere achsparallele Läuferbohrunaen 5 mit einem Ausg lei chsdru ck i m Bereich + 50 % versorgt, welcher in einem gegenüterllegenden druckseitigen Kingkanai o durch eine entsprechend angeordnere Druckdeckelwanne innerhalb der angegebenen Grenzen genau und auf einfache Weise einstellbar ist. Dieser in den Ringlcanälen 3 und 6 herrschende Druck P m wird hier in bekannter Weise durch Gewindespaltdichtungen 8 und 9 gegen den in den Lagerräumen herrschenden Saugdruck P abgedichtet.
Das Seitenkraft-Problem ist bei m Neben läufer 2 des mit hohem Dichtungsverhäl tnis arbeitenden Schraubenverdichters wegen seines kleineren Durchmessers, seiner kleineren Drehzahl und wegen der schmalen Profile weniger kräftig und erfordert kleinere Entlastungstaschen 10, die auch hier in der für den Hauptläufer l gezeigten Weise über Ringkanäle 11 und 21 sowie LäuferboFirungen 13 und entsprechende Deckelwannen mit einem Ausgleichsdruck versorgt werden. Der Wert P kann von P verschieden sein. n m Man kann jedoch für einen oder beide Läufer auch auf die für P und P mcß3ebenden Wannen 7 und 14 verzichten und dieSelbsteinstellung dieser Ausgeichsdrucke innerhalb der angegebenen Grenzen durch die Abmessungen der Stirnspalte und Taschenprofile bewirken.
An beiden Läufern wird die Radiallast auf der Druckseite durch Rollenlager mit hoher Trngfähigkeit aufgenommen. Ein Rest unausgeglichener Seitenkräfte der im Sinne einer auch im Leerlauf guten Läuferfünrung nötig ist, wird auf der Saugseite durch genau einstellbare Schulterlager 15 aufgenommen, denen auf der Druckseite entsprechende Gegenschulterlager 16 zugeordnet sind, welche durch Federn 17 belastet werden. Wenn der Hauptläufer durch eine langsamer drehende Antriebsmaschine über Riemen oder ein Zahnrad angetrieben wird, dann muß dem Fuhrungsschulterlager 15 noch ein Rollenlager 18 vorgeschaltet werden. Ansonsten kann das Führungsschulterlager stets noch die kleine Radiallast der Saugseite mit übernehmen.
Die genaue meßbare Nachstellung des Fürungslagers 15 im Sinne eines noch zulässigen druckseitigen Stirnspalts kann mittels eines Verstellringes 19 geschehen.
Alle diese \rJälzlagemi t hohem Verdi chtungsverhä 1 tnis verdi chtendenSchraubenverdichter können mit wünschenswerten Abmessungen für eine Lebensdauer von mehr als 50 000 Stunden geplant werden.
Für die Grenze der Anwendbarkeit von Wälzlagern findet man hier wegen der stets in genügendem Maße möglichen Seitenkraft-Entlastung eine nur noch durch das druckseitige Rollenlager 20 vorgeschriebene Bedingung einer mutmaßlichen Lebensdauer.
Zum Unterschied vom mit hohem Druckverhältnis arbeitenden Schraubenverdichter, wo Gehäuse und Läufer durch eine gegenüber der Gasförderung mehrfache Menge eingespritzten Umlauföl gekühlt werden, wird hier die Kühlung in einem noch ausreichenden Maße durch Wärmeleitung in dem kurzen und passend verrippten Gehäuse und durch Gaswärmeleitung über die druckseitige Stirnfläche nach dem gut gekühlten Druckdeckel hin bewirkt, der durch öl düsen besprüht werden kann.
Hierbei verändern sich die druckseitigen Stirnspalten der beiden sich auf feste Schulterlager abstützenden Läufer im Sinne einer axialwirkenden Thermo-Stabilität, die bei gut gekühltem Druckdeckel und einem positiven Temperaturgefälle zwischen den Läufern und dem Gehäuse im Sinne kleinstmöglicher Stirnspaltverluste wirkt.

Claims

Patentansprüche I.Pora 1 lel- und außenachsige Rotationsko Ibenmasch ne mit Kämmeingriff zwischen einem Schraubenrippenrotor und einem Schraubennutenrotor.

Die beiden Rotoren sind in einem von Seitenteilen begrenzten Gehäuse drehbar angeordnet und haben Einrichtungen zum inneren Ausgleich der Seitenkräfte dadurch gekennzeichnet, daß die durch die Zahnform bedingten axial gerichteten Seitenkräfte beider Läufer 1, 2 in einem mit der Lebensdauer von saugseitig angeordneten führenden Schulterwälzlagern 15 verftäglichem Maße durch Taschen 4 und 10 innerhalb der saugseitigen Stirnflächen ausgeglichen werden. Diese Taschen münden in Ringkanäle 3 und 11, die über Bohrungen 5 und 13 mit druckseitigen Ringkanälen 21 und 6 in Verbindung stehen und auf diese Weise mit einem dort herrschenden Ausgleichsdruck (P . P ) belastet werden.

Der sich einstellende Ausgleichsdruck liegt zwischen dem Auslaßdruck (P ) und dem Saugdruck (P ) und wird entweder willkürlich durch entsprechend angeordnete Wannen (7 und 14) im Druckdeckel oder nur in Abhängigkeit von den Stirnspalten beider Seiten und den Taschenprofilen erzeugt.
2. Parallel- und außenachsige Rotationskolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem saugseitig führenden und einstellbaren Schulterwälzlager auf der Druckseite ein wesentlich kleineres durch Federn gestütztes Gegenlager zugeordnet ist, dem ein Rollenlager vorgeschaltet ist.
3. Parallel- und außenachsige Rotationskolbenmasckine nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen innen gekühlten Hauptläufer und einen indirekt über breite Kopffläche durch Gaswärmeleitung gekühiten Nebenläufer.
4. Parallel- und außenachsige Rotationskolbenmaschine nach Anspruch 1 für Trockenlauf, gekennzeichnet durch längs verrippte Gehäusewände zur Kühlung, wobei die Wärmeleitung über die druckseitigen Stirnspalten durch Gaswärmeleitung an den intensiv mit Kühlöl besprühen Druckdeckel erfolgt.