Drehkolbengebläse Die Erfindung bezieht sich auf ein Drehkolbengebläse
mit entgegengesetzt zueinander umlaufenden und gegeneinander sowie gegen die Innenwand
des Gebläsegehäuses abdichtenden Läufern. Um einen einwandfreien Betrieb zu ermöglichen,
muß sowohl an den Stirnflächen als auch am Umfang der Läufer ein möglichst geringes
Spiel vorhanden sein und andererseits mit Rücksicht auf die hohen Betriebsdrehzahlen
eine metallische Berührung der umlaufenden Teile mit den Gehäusewandungen nach Möglichkeit
vermieden werden. Um diese beiden einander widersprechenden Bedingungen zu erfüllen,
müssen erstens die Läufer und die Wandungen des Arbeitsraumes sehr genau bearbeitet
werden. Zweitens müssen die Läufer genau im Gehäuse zentriert sowie so eingebaut
werden, daß keine der Läuferstirnflächen gegen die benachbarte Stirnwand des Arbeitsraumes
anlaufen kann.Rotary piston blower The invention relates to a rotary piston blower
with opposed to each other and against each other and against the inner wall
of the fan housing sealing runners. To enable perfect operation,
must be as small as possible both on the end faces and on the circumference of the runner
There must be play and, on the other hand, with regard to the high operating speeds
metallic contact of the rotating parts with the housing walls if possible
be avoided. To meet these two contradicting conditions,
First of all, the runners and the walls of the work area must be machined very precisely
will. Second, the rotors must be precisely centered in the housing and so installed
be that none of the rotor end faces against the adjacent end wall of the work area
can start.
Während die erstere der beid-; n Bedingungen durch fertigungstechnische
Maßnahmen verhältnismäßig leicht erfüllt werden kann, bereitet die Erfüllung der
an zweiter Stelle aufgestellten Forderungen erhebliche Schwierigkeiten, die durch
die Erfindung beseitigt werden. Bei einer bekannten Drehkolbeninaschine
wurde
zur Einstellung des zwischen den Gehäusestirnwänden und den Stirnflächen der Drehkolben
erforderlichen geringen Spiels vorgeschlagen, eine mit dem Gehäusedeckel am Gehäuse
zentrierte, beiderseits geschliffene Platte und einen ebenfalls sehr genau zu bearbeitenden
Verschleißring zu verwenden, dessen Wandstärke gegenüber der der Platte ein dem
gewünschten Spiel entsprechendes Übermaß aufweist. Abgesehen davon, daß bei der
bekannten Einrichtung zur Sicherung des Spiels außer der Stirnfläche des Deckels
zwei weitere Bauteile genau passend bearbeitet werden müssen, weist die bekannte
Einrichtung auch noch den Nachteil auf, daß der eine der genannten Teile sich zwischen
der fest angeordneten Gehäusestirnwand und der umlaufenden Kolbenstirnfläche befindet
und daliz:r einer starken, bei schnell laufenden Maschinen mit großer Wärmeentwicklung
verbundenen Abnutzung unterworfen ist, durch die der ursprünglich den Erfordernissen
angepaßte Abstand zwischen den Stirnwänden des Läufers und des Gehäuses sich stetig
ändert.While the former is the two; n conditions due to production engineering
Measures can be met relatively easily, prepares the fulfillment of the
Secondly, the claims presented considerable difficulties caused by
the invention will be eliminated. In a known rotary piston machine
became
for setting the between the housing end walls and the end faces of the rotary lobes
Required small play suggested one with the housing cover on the housing
centered, ground on both sides plate and one that can also be machined very precisely
To use wear ring whose wall thickness is compared to that of the plate
desired game has corresponding excess. Apart from the fact that the
known device for securing the game except for the face of the lid
two other components must be machined to match exactly, shows the known
Device also has the disadvantage that one of the parts mentioned is between
the fixed housing end wall and the circumferential piston end face
and daliz: r a powerful machine that generates a lot of heat in high-speed machines
associated wear and tear is subject to the original requirements
adjusted distance between the end walls of the rotor and the housing is steadily
changes.
In Verbindung mit einer anderen Bauform eines Drelikolbengebläses
ist auch eine Wellendichtung bekanntgeworden, die aus zwei mit der Welle umlaufenden
Ringscheiben besteht. Die eine dieser Ringscheiben berührt die Innenwand ein; r
gleichachsig zur Welle angeordneten Gehäusebohrung, während die andere Scheibe einen
in axialer Richtung federnden Ringteil und eine als Schleifring dienende Stirnfläche
aufweist, die mit einem im Gehäuse festgelegten Ring nach Art einer Stirndichtung
zusammenarbeitet. Da die Verwendung einer Schleifring- und Stirndichtung eine wenn
auch geringe axiale Verschiebbarkeit der umlaufenden Teile gegenüber dem Gehäuse
zur Voraussetzung hat, kann diese Einrichtung nicht zur Einstellung des Spiels zwischen
den Stirnflächen des Drehkolbens und des Gehäuses herangezogen werden.In connection with another design of a three-piston blower
a shaft seal has also become known, which consists of two rotating with the shaft
There is ring disks. One of these ring disks touches the inner wall; r
housing bore arranged coaxially to the shaft, while the other disk has a
in the axial direction resilient ring part and an end face serving as a slip ring
having, with a ring fixed in the housing in the manner of a face seal
cooperates. Since the use of a slip ring and face seal is an if
also low axial displaceability of the rotating parts with respect to the housing
as a prerequisite, this facility cannot set the game between
the end faces of the rotary piston and the housing are used.
Durch die Erfindung wird nun diese Aufgabe in besonders einfacher
und doch einwandfreier Weise gelöst. Dies geschieht erfindungsgemäß dadurch, daß
zwischen den an den antriebsseitigen. Stirnwänden befindlichen axialspielfreien
Lagern und den zum stirnseitigen Abstützen- der Drehkolben dienenden, zweckmäßig
als Labyrintlidichtungen ausgebildeten Wellenbunden zwangsläufig mit der Welle umlaufende
und nicht an den Stirnwänden anlaufende Abstandsringe zum Einstellen des Spiels
zwischen den Kolbenstirnflächen und den die Lager tragenden Stirnwänden des Gebläsegehäuses
angeordnet sind.The invention now makes this task particularly easier
and yet solved in an impeccable manner. This is done according to the invention in that
between the on the drive side. End walls located free of axial play
Bearings and the rotary lobes serving for the end face support, expedient
Shaft collars designed as labyrinth seals inevitably run around the shaft
and spacer rings that do not run up against the end walls to adjust the play
between the piston end faces and the end walls of the fan housing that support the bearings
are arranged.
ZVeitere Erfindungsmerkmale werden sich aus der nachfolgenden Beschreibung
ergeben, die sich auf das in der Zeichnung in Abb. i und 2 im Längs- und im Querschnitt
nach Linie 11-II dargestellte Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstands bezieht.Additional features of the invention will emerge from the following description
result, which relate to that in the drawing in Fig. i and 2 in longitudinal and cross-section
according to line 11-II illustrated embodiment of the subject invention relates.
In einem mit einem Saugraum 6 und einem Druckraum 7 versehenen Gehäuse
5 befinden sich zwei gegeneinander drehbare Läufer 8, an deren Umfang je zwei Flügelkolben
9 angebracht sind. Diese Flügelkolben werden beim Betriebe des Gebläses mit ganz
geringem Spiel entlang der genau zylindrisch bearbeiteten Innenwandungen io des
Gehäuses 5 bewegt und greifen nach dem Verlassen dieser Wandungen ebenfalls mit
sehr geringem Spiel in -Nuten i i ein, die in den Läufern 8 ausgespart sind. Lm
die hierzu erforderliche genaue Festlegung der Läuferachsen 12 zu ermöglichen, sind
die an den Stirnseiten jedes Läufers befindlichen Lager 14 sowie 15 und 16 in Lagerbüchsen
17 und i8 angebracht. Diese Büchsen sind mit Stirnwänden i9 und 20 verbunden, deren
genau bearbeitete Ränder an der Innenwandung Todes Arbeitsraumes anliegen. Zwischen
die Laufringe der beiden in der Büchse i8 angeordneten Kugellager 15 und 16 ist
ein Blechring 21 gelegt, durch den die Laufringe gegenüber den Tragringen der Lager
um einen solchen Betrag axial verschoben sind, daß jedes Axialspiel ausgeschaltet
ist. Zwischen dein Laufring des Lagers 16 und dem benachbarten als Labyrintlidichtung
ausgebildeten Wellenbund 13 befindet sich gemäß der Erfindung ein Abstandsring 22,
dessen Stärke so l>m,ssen wird, daß das Spiel zwischen den Stirnflächen jedes Läufers
8 gegenüber jeder der beiden Stirnwände 2o ein genau bestimmbares geringes Maß aufweist.
Durch die Abstandsringe 22 können also die mit den Läufern 8 umlaufenden Teile der
axialspielfrei zueinander eingestellten Lager 15 und 16, nämlich die Laufringe,
gegenüber den Läufern in axialer Richtung eingestellt werden. Die Kugellagertragringe
sind in den Lagerbüchsen 18 durch je einen in diese Büchsen eingeschraubten Gewindering
23 festgelegt, während zur Festlegung der Laufringe eine auf das Ende jeder Läuferachse
12 aufgeschraubte Mutter 24 dient, die das undrehbar auf der Achse geführte Zahnrad
25 unter Zwischenschaltung einer Unterlagscheibe 26 und eines Druckringes 27 gegen
die Laufringe der Lager 15 und 16 und diese wiederum mit den Beilagen 21 und 22
gegen den als Lab3#-rintlidichtung ausgebildeten Wellenbund 13 preßt. Wenn die Kupplungsräder
25 Schrägverzahnungen aufweisen, was schon mit Rücksicht auf einen möglichst geräuschlosen
Betrieb zweckmäßig ist, kann auch die Winkellage der beiden Läuferwellen zueinander
dadurch genau eingestellt werden, daß
die Stärke einer der beiden
Unterlagscheiben 26 gegenüber der der anderen verändert wird.In a housing provided with a suction chamber 6 and a pressure chamber 7
5 there are two rotatable runners 8, each with two vane pistons on their circumference
9 are attached. These vane pistons are completely with the operation of the blower
little play along the precisely cylindrically machined inner walls io des
Housing 5 moves and also grip after leaving these walls
very little play in grooves i i, which are recessed in the sliders 8. Lm
to enable the precise definition of the rotor axes 12 required for this purpose
the bearings 14, 15 and 16 located on the end faces of each rotor in bearing bushes
17 and i8 attached. These sleeves are connected to end walls i9 and 20, whose
precisely machined edges are in contact with the inner wall of death's workspace. Between
the races of the two ball bearings 15 and 16 arranged in the sleeve i8
a sheet metal ring 21 placed through which the races opposite the support rings of the bearings
are axially displaced by such an amount that any axial play is eliminated
is. Between your race of the bearing 16 and the neighboring one as a labyrinth seal
formed shaft collar 13 is a spacer ring 22 according to the invention,
whose strength is so l> m, that the play between the end faces of each rotor
8 has a precisely determinable small dimension compared to each of the two end walls 2o.
By means of the spacer rings 22, the parts of the rotating with the runners 8 can
Bearings 15 and 16 adjusted to one another without axial play, namely the races,
can be adjusted in the axial direction with respect to the rotors. The ball bearing support rings
are in the bearing bushes 18 by a threaded ring screwed into each of these bushes
23 set, while defining the races one on the end of each rotor axis
12 screwed nut 24 is used, the non-rotatable gear guided on the axis
25 with the interposition of a washer 26 and a pressure ring 27 against
the races of the bearings 15 and 16 and these in turn with the shims 21 and 22
presses against the shaft collar 13, which is designed as a Lab3 # rintlidichtung. When the clutch wheels
25 have helical gears, which should be done with a view to being as noiseless as possible
Operation is appropriate, the angular position of the two rotor shafts to each other
be set precisely in that
the strength of one of the two
Washer 26 is changed from that of the other.
Die beiden Lagerbüchsen i8 sind mit Hilfe von Ringmuttern 28 in zwei
Stutzen 29 eines Gehäuseteils 30 eingesetzt, der- die Kupplungsräder 25 umgibt.
Der Gehäuseteil 30 wird durch einen Deckel 31 abgeschlossen, durch den die durch
einen Stulp 33 abgedichtete Nabe eines Antriebsflansches 35 hindurchgeführt ist.
Dieser Antriebsflansch ist in der gleichen Weise undrehbar auf der längeren der
beiden Läuferwelleni2 gelagert wie das auf dieser Welle befindliche Zahnrad 25 und
wird, wie vorher beschrieben, mit den übrigen zwischen dem Flansch und dem als Labyrinthdichtung
ausgebildeten Wellenbund 13 befindlichen Teilen 26 und 27 durch die Mutter 24 festgehalten.
Die Naben der Zahnräder 25 sind auf Rollenlager 36 gelagert, deren Tragringe in
Lagerbüchsen 38 eingesetzt sind. Diese beiden Lagerbüchsen sind ,mit Flanschen 39
verbunden, die in je eine an der Stirnseite des Gehäuseteils 3o befindliche mit
den Bohrungen der Stutzen 29 genau gleichachsige Ausdrehung zingepaßt sind. Auf
diese Weise ist eine Gewähr dafür gegeben, daß auch die Stirnlager 36 genau gleichachsig
zu den übrigen die Läuferwellen 12 tragenden Lagern eingebaut werden können.The two bearing bushes 18 are inserted with the aid of ring nuts 28 into two connecting pieces 29 of a housing part 30 which surrounds the coupling wheels 25. The housing part 30 is closed by a cover 31 through which the hub of a drive flange 35, sealed by a faceplate 33, is passed. This drive flange is non-rotatably mounted on the longer of the two rotor shafts in the same way as the gear wheel 25 located on this shaft and, as previously described, is connected to the other parts 26 and 27 located between the flange and the shaft collar 13 formed as a labyrinth seal by the Mother 24 held. The hubs of the gears 25 are mounted on roller bearings 36, the support rings of which are inserted in bearing bushes 38. These two bearing bushes are connected to flanges 39 which are fitted into a recess located on the end face of the housing part 3o which is exactly coaxial with the bores of the nozzles 29. In this way, there is a guarantee that the end bearings 36 can also be installed exactly coaxially to the other bearings carrying the rotor shafts 12.
Die Lagerbüchsen 17 der Stirnlager 14 sind in genau passende Bohrungen
eines Deckels 40 eingesetzt und an diesem durch Ringmuttern 28 festgeschraubt. Die
Tragringe der Lager 14 sind durch Sprengringe 34 in den Lagerbüchsen 17 festgelegt,
- während die Laufringe 'durch Muttern 24 gegen die als Labyrinthdichtungen- ausgebildeten
Wellenbunde 43 gepreßt werden. Der Durchmesser dieser Bunde ist etwas größer als
der Innendurchmesser der Tragringe, so daß bei Verwendung der üblichen Rollenlager,
deren Rollen in einem am Laufring angebrachten Käfig angeordnet sind, die Läufer
gemeinsam mit dem GehäusOteil3o ein- und ausgebaut werden können, ohne daß hierzu
der Deckel 40 abgenommen werden muß. Diese Anordnung ermöglicht weiterhin, den Decke14o
an die Stelle des Gehäuseteils 3o zu setzen und dadurch den Antriebsflansch 35 von
der linken auf die rechte Stirnseite des Gehäuses 5 zu verlegen. Bei gleichachsiger
und symmetrischer Anordnung der zum Anbringen der Teile 30 und 4o am Gehäuse
5 dienenden Befestigungsmittel kann im Bedarfsfall auch der Gehäuseteil
30 um ISO' gedreht und so die mit dem Antriebsflansch 35 versehene Läuferwelle
über der anderen Läuferwelle angeordnet werden. Das Gebläse kann also den verschiedensten
Antriebsverhältnissen angepaßt werden, was insbesondere dann von Wichtigkeit ist,
wenn die Vorrichtung als Ladegebläse für Brennkraftmaschinen benutzt werden soll.
Diese Anpassungsfähigkeit ist dadurch ermöglicht worden, daß unter Fortfall der
sonst üblichen Bearbeitungsmaßnahmen, die die Anwendung von Paßstiften und ähnlichen
Hilfsmitteln erfordern, die genau zylindrisch bearbeiteten Innenwandungen io des
Arbeitsraumes zur Zentrierung der mit den Stirnwänden i9 und 2o verbundenen Lagerbüchsen
17 und 18 dienen, die selbst wieder . durch den Gehäuseteil 30 und den Deckel
4o in dem richtigen Abstand gegeneinander gehalten werden. Andererseits kann auch
der Abstand zwischen den Stirnwänden 2o und den an diese angrenzenden Stirnflächen
der Läufer 8 und ihrer Flügelkolben 9 so eng bemessen werden, daß unter Vermeidung
einer unmittelbaren metallischen Berührung nur geringe Spaltverluste auftreten.
Die Länge der Läufer 8 wird zweckmäßig so bemessen, daß die zwischen diesen und
den Stirnwänden i9 befindlichen Spalten, nachdem das Gebläse seine Betriebstemperatur
erreicht hat, ebenfalls die vorgenannten Bedingungen erfüllen.The bearing bushes 17 of the end bearings 14 are inserted into precisely fitting bores of a cover 40 and are screwed to this by means of ring nuts 28. The support rings of the bearings 14 are fixed by snap rings 34 in the bearing bushes 17 - while the races are pressed by nuts 24 against the shaft collars 43 designed as labyrinth seals. The diameter of this collar is slightly larger than the inner diameter of the support rings, so that when using the usual roller bearings, the rollers of which are arranged in a cage attached to the raceway, the runners can be installed and removed together with the housing part3o without the cover 40 must be removed. This arrangement also makes it possible to put the cover 14o in place of the housing part 3o and thereby move the drive flange 35 from the left to the right end face of the housing 5. With the same axis and symmetrical arrangement of the fastening means used to attach the parts 30 and 4o to the housing 5, the housing part 30 can, if necessary, also be rotated around ISO 'and the rotor shaft provided with the drive flange 35 can thus be arranged over the other rotor shaft. The fan can therefore be adapted to the most varied of drive ratios, which is particularly important when the device is to be used as a charging fan for internal combustion engines. This adaptability has been made possible by the fact that, with the elimination of the otherwise customary machining measures that require the use of dowel pins and similar aids, the precisely cylindrical inner walls io of the working space are used to center the bearing bushes 17 and 18 connected to the end walls i9 and 2o, which myself again. are held by the housing part 30 and the cover 4o at the correct distance from one another. On the other hand, the distance between the end walls 2o and the adjoining end faces of the rotors 8 and their vane pistons 9 can be dimensioned so tight that only small gap losses occur while avoiding direct metallic contact. The length of the rotor 8 is expediently dimensioned so that the gaps located between these and the end walls 19, after the fan has reached its operating temperature, also meet the aforementioned conditions.
Da die Läuferwellen aus einem Werkstoff hoher Festigkeit, wie Stahl,
gefertigt werden müssen, während die Läufer 8 selbst sowie ihre Flügelkolben 9 zweckmäßig
aus Leichtmetall bestehen, das sich beim Erwärmen stark ausdehnt, muß dafür gesorgt
werden, daß sich die Läufer gegenüber den Läuferwellen 12 ausdehnen können, und
zwar zweckmäßig dergestalt, daß die einwandfreie Lagerung der den Wellenbunden 13
abgewendeten Stirnseiten der Läufer gewährleistet wird. Dies kann, wie Abb. i zeigt,
dadurch geschehen, daß in die genannte Stirnseite des Läufers 8 ein mit einem Bund
43 versehener hohler Achsstummel 42 eingesetzt ist. In dessen Hohlraum befindet
sich eine stark vorgespannte Feder 44, die einerseits an einer den Hohlraum begrenzenden
Ringschulter 45 und andererseits an dem Kopf 46 eines in die Welle i2 eingeschraubten
Zugbolzens 47 abgestützt ist. Bei dem zweiten, in Verbindung mit dem unteren Läufer
dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Welle 12 durch den Läufer hindurchgeführt
'und mit einer Ringschulter 5i versehen, an der eine über das Wellenende geschobene
und an diesem durch eine Schraube 53 befestigte Achsbuchse 52 anliegt. Diese ist
wie der Teil 42 mit einem als Labyrinthdichtung wirkenden Wellenbund 43 versehen.
An der in den Läufer hineinragenden Stirnfläche der Achsbüchse 52 ist das eine Ende
einer stark vorgespannten Schraubenfeder 54 abgestützt, deren anderes Ende an einer
in dem hohlen Läufer angebrachten Ringfläche 55 anliegt. Durch diese Schraubenfeder
wird
der gegenüber dem Teil 52 längs verschieblich gelagerte Läufer fest gegen den Wellenbund
13 gepreßt.Since the rotor shafts must be made of a material of high strength, such as steel, while the rotor 8 themselves and their vane pistons 9 are expediently made of light metal, which expands considerably when heated, it must be ensured that the rotor moves against the rotor shafts 12 can expand, and expediently in such a way that the proper mounting of the end faces of the runners facing away from the shaft collars 13 is ensured. As shown in FIG. 1, this can be done in that a hollow stub axle 42 provided with a collar 43 is inserted into said end face of the rotor 8. In its cavity there is a strongly pretensioned spring 44 which is supported on the one hand on an annular shoulder 45 delimiting the cavity and on the other hand on the head 46 of a tension bolt 47 screwed into the shaft i2. In the second embodiment shown in connection with the lower rotor, the shaft 12 is passed through the rotor and provided with an annular shoulder 5i, on which an axle bushing 52 pushed over the shaft end and fastened to it by a screw 53 rests. Like part 42, this is provided with a shaft collar 43 acting as a labyrinth seal. One end of a strongly pretensioned helical spring 54 is supported on the end face of the axle sleeve 52 protruding into the runner, the other end of which rests against an annular surface 55 made in the hollow runner. By means of this helical spring, the rotor, which is mounted so as to be longitudinally displaceable with respect to the part 52, is pressed firmly against the shaft collar 13.